CN105665571A - 一种螺旋自动化焊接卷罐机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种螺旋自动化焊接卷罐机，包括钢板开卷装置、钢板校平装置、钢板剪边装置、坡口处理装置、递送装置和筒节卷制装置，且以上装置顺次排布安装，筒节卷制装置的一侧设置有焊接机械臂；工作时，首先钢板开卷装置将卷筒状的钢板开卷，通过钢板校平装置将钢板校平，钢板剪边装置对钢板进行裁边，再通过进行坡口处理，递送装置钢板运送到筒节卷制装置上，最后筒节卷制装置和焊接机械臂完成罐体的内、外缝的焊接和切断。本发明实现了罐体制作的开卷、校平、裁边、卷制、焊接、切断六步合一，提高了生产效率，减少了生产用地和工序用工，使油罐的制作工艺由多工序、多组人协调作业转变为自动化生产。

Description

一种螺旋自动化焊接卷罐机
技术领域
本发明涉及油罐制造技术领域，尤其涉及一种螺旋自动化焊接卷罐机。
背景技术
目前，现有技术油罐罐体生产流程为：钢板吊运、钢板切割、钢板卷管焊接、钢圈两端封头组对、钢圈与封头连接处进行环焊、罐体支脚焊接等流程。在生产罐体时，上述流程大多步骤都是采用由人工直接进行生产加工完成，不但生产效率低下、人工劳动强度高，且容易出现安全隐患。尤其是在钢板卷管焊接过程中，需先将钢板卷圈加工成筒形部件，然后再进行焊接，目前的加工方式是借助一些简单的卷圈模型，手工操作卷圈，劳动强度大，工作效率低下，卷圈质量差，而且存在很多不安全因素：特别是当钢板较厚时，手工操作很困难，根本无法满足大量生产的需求。
因此，如何开发一款卷罐设备，以提高罐体的生产自动化和生产效率，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋自动化焊接卷罐机，解决现有技术油罐焊接成型过程中焊接咬边，夹渣，质量不易掌控，费人、费时、费力等问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种螺旋自动化焊接卷罐机，包括钢板开卷装置、钢板校平装置、钢板剪边装置、坡口处理装置、递送装置和筒节卷制装置，所述钢板开卷装置、钢板校平装置、钢板剪边装置、坡口处理装置、递送装置和筒节卷制装置顺次排布安装，所述筒节卷制装置的一侧设置有焊接机械臂；
所述钢板开卷装置用于将卷筒状的钢板开卷，所述钢板校平装置用于将开卷后的钢板校平，所述钢板剪边装置将校平后的钢板裁边，裁边后的钢板通过所述坡口处理装置进行坡口处理，所述递送装置将坡口处理后的钢板运送到所述筒节卷制装置上，最后通过所述筒节卷制装置和焊接机械臂完成罐体的内、外缝的焊接和切断。
进一步的，所述钢板开卷装置包括天车和钢板支撑架，所述天车将卷筒状的钢板放置到所述钢板支撑架上。
再进一步的，所述钢板支撑架包括夹卷锥头和托辊，所述夹卷锥头具体有两个且对称安装，所述托辊放置在两个所述夹卷锥头中间；所述夹卷锥头和托辊用于支撑主钢带的钢卷，所述夹卷锥头通过液压油缸驱动控制升降，且所述液压油缸设置有单向阀自锁回路。
再进一步的，所述钢板校平装置包括校平上辊和校平下辊，所述校平上辊和校平下辊平行设置；所述校平上辊设置有三个，所述校平下辊设置有两个，所述校平上辊通过电机驱动控制升降，所述校平下辊固定安装在机架上。
再进一步的，所述钢板剪边装置的两侧设有调节钢板宽度的滚轮，钢板剪边装置的后方设有疏导切割后废料的圆形疏导口；且废料长度较长后通过钢钳剪断。
再进一步的，所述递送装置包括夹送上辊和夹送下辊，所述夹送上辊的上方设有气缸用于调节高度，所述夹送上辊和夹送下辊的一侧均与电机连接并通过电机驱动旋转。
再进一步的，所述筒节卷制装置包括成型装置、气体保护焊装置、埋弧自动焊装置、焊接回收机、切割机、仿形靠板和平台，所述平台连接在所述成型装置的顶部，所述气体保护焊装置和埋弧自动焊装置均安装在所述平台上用于焊接罐体外焊缝，所述焊接机械臂用于焊接罐体内焊缝，所述焊接回收机用于回收废弃的焊条头、焊渣。
再进一步的，所述成型装置包括成型辊和固定用的支架，多个所述成型辊呈圆周状均布在所述支架上，所述支架通过多个环形钢板连接组成圆柱状，所述成型辊具体设置为可调节结构。
再进一步的，所述筒节卷制装置的所述支架上设置有监测装置，用于在卷制过程中对错变量、焊缝高度、焊缝宽度进行监控，且每项指标均具有自动调节的功能。
再进一步的，所述焊接机械臂包括大摇臂、支撑装置、小摇臂、立轴和焊枪，所述大摇臂和小摇臂相对安装在所述支撑装置上，所述小摇臂的一端与所述立轴相连，所述焊枪安装在所述立轴的下方。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明一种卷罐机包括钢板开卷装置、钢板校平装置、钢板剪边装置、坡口处理装置、递送装置和筒节卷制装置，筒节卷制装置一侧安装有焊接机械臂，以上设备顺次排布呈生产线；工作时，首先通过天车将卷筒状的钢板放置到钢板开卷装置的钢板支撑架上，钢板打开后将钢板的端头放入到递送装置上，整个设备运转依次实现钢板的开卷、校平、裁边、坡口处理、卷弧焊接、切割六个工序的操作，其中，坡口处理时加工成“V”字型坡口，以除去切割时产生的边缘缺陷，满足焊接工艺要求；筒节卷制装置内的成型装置将钢板压弯成型，焊接时，内缝通过焊接机械臂焊接，外缝采用埋弧焊，且焊接时采用气体保护焊接，产品质量稳定、各部受力合理、性能更加安全可靠。
本发明适用于钢板厚度为5～10mm的自动化卷制、焊接，钢板的对接缝能实现实时控制，确保对接缝处于合格范围内；且自动化卷制过程中对错变量、焊缝高度、焊缝宽度进行监控，每项指标均有自动调节的功能，错变量通过调节滚轮的上下高度实现动态控制，焊缝高度、焊缝宽度通过调节焊枪位置、焊丝递进量、电压电流实现自动控制；另外，异常情况报告及紧急停车功能保证出现极端异常情况下及时控制产品受影响程度，并每天自动记录并输出设备运转情况及产品参数。
综上所述，本发明螺旋自动化焊接卷管机，实现开卷、校平、裁边、卷制、焊接、切断六步合一，大大提高了生产效率，减少了生产用地和工序用工，其中生产用地较传统的制罐工艺可节省三分之二，工序用工较传统的制罐工艺节省四分之三，改变了油罐生产过程中传统的卷制、组对、环焊工艺，使油罐的制作工艺由多工序、多组人协调作业转变为自动化生产。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为本发明螺旋自动化焊接卷管机主视图；
图2为本发明螺旋自动化焊接卷管机俯视图；
图3为本发明钢板开卷装置结构示意图；
图4为本发明钢板校平装置结构示意图；
图5为本发明递送装置主视图；
图6为本发明递送装置左视图；
图7为本发明筒节卷制装置主视图；
图8为本发明筒节卷制装置左视图；
图9为本发明焊接机械臂示意图；
附图标记说明：1、钢板开卷装置；1-1、夹卷锥头；1-2、托辊；2、钢板校平装置；2-1、校平上辊；2-2、校平下辊；3、钢板剪边装置；4、坡口处理装置；5、递送装置；5-1、夹送上辊；5-2、夹送下辊；6、筒节卷制装置；6-1、气体保护焊装置；6-2、埋弧自动焊装置；6-3、焊接回收机；6-4、切割机；6-5、仿形靠板；6-6平台；6-7、成型辊；6-8、支架；7、焊接机械臂；7-1、大摇臂；7-2、支撑装置；7-3、小摇臂；7-4、立轴；7-5、焊枪。
具体实施方式
如图1～9所示，一种螺旋自动化焊接卷罐机，包括钢板开卷装置1、钢板校平装置2、钢板剪边装置3、坡口处理装置4、递送装置5和筒节卷制装置6，所述钢板开卷装置1、钢板校平装置2、钢板剪边装置3、坡口处理装置4、递送装置5和筒节卷制装置6顺次排布安装，所述筒节卷制装置6的一侧设置有焊接机械臂7；
所述钢板开卷装置1用于将卷筒状的钢板开卷，所述钢板校平装置2用于将开卷后的钢板校平，所述钢板剪边装置3将校平后的钢板裁边，裁边后的钢板通过所述坡口处理装置4进行坡口处理，所述递送装置5将坡口处理后的钢板运送到所述筒节卷制装置6上，最后通过所述筒节卷制装置6和焊接机械臂7完成罐体的内、外缝的焊接和切断。
所述钢板开卷装置1包括天车和钢板支撑架，所述天车将卷筒状的钢板放置到所述钢板支撑架上。
如图3所示，所述钢板支撑架包括夹卷锥头1-1和托辊1-2，所述夹卷锥头1-1具体有两个且对称安装，所述托辊1-2放置在两个所述夹卷锥头1-1中间；所述夹卷锥头1-1和托辊1-2用于支撑主钢带的钢卷，所述夹卷锥头1-1通过液压油缸驱动控制升降，且所述液压油缸设置有单向阀自锁回路，保证工作时不会产生掉落现象。
如图4所示，所述钢板校平装置2包括校平上辊2-1和校平下辊2-2，所述校平上辊2-1和校平下辊2-2平行设置；所述校平上辊2-1设置有三个，所述校平下辊2-2设置有两个，所述校平上辊2-1通过电机驱动控制升降，所述校平下辊2-2固定安装在机架上。工作时，钢板通过校平上辊2-1和校平下辊2-2两排辊，钢板的每一部分在超过材料屈服点的应力下，得到反复及反方向的多次弯曲，消除了板料上的波状变形，使得从钢板校平装置中出来的板料是平的，或在板料全长上只有均匀、轻微的曲度。
所述钢板剪边装置3的两侧设有调节钢板宽度的滚轮，钢板剪边装置3的后方设有疏导切割后废料的圆形疏导口，且废料长度较长后通过钢钳剪断。
如图5、图6所示，所述递送装置5包括夹送上辊5-1和夹送下辊5-2，所述夹送上辊5-1的上方设有气缸用于调节高度，所述夹送上辊5-1和夹送下辊5-2的一侧均与电机连接并通过电机驱动旋转，且所述夹送上辊5-1和夹送下辊5-2相对旋转，成为钢板向前移动的主要动力源。
如图7、图8所示，所述筒节卷制装置6包括成型装置、气体保护焊装置6-1、埋弧自动焊装置6-2、焊接回收机6-3、切割机6-4、仿形靠板6-5和平台6-6，所述平台6-6连接在所述成型装置的顶部，所述气体保护焊装置6-1和埋弧自动焊装置6-2均安装在所述平台6-6上用于焊接罐体外焊缝，所述焊接机械臂7用于焊接罐体内焊缝，所述焊接回收机6-3用于回收废弃的焊条头、焊渣；具体来说，所述切割机6-4为等离子切割，所述仿形靠板6-5设置在所述切割机6-4一侧，以保证切割时没有偏差。
所述成型装置包括成型辊6-7和固定用的支架6-8，多个所述成型辊6-7呈圆周状均布在所述支架6-8上，所述支架6-8通过多个环形钢板连接组成圆柱状，所述成型辊6-7具体设置为可调节结构，具体来说，所述成型辊6-7与圆心的距离可以调整，所述可调节结构具体可采用螺栓组件或液压调节机构，以实现不同直径油罐管体的卷制。
此外，所述筒节卷制装置6的支架6-8上还设置有监测装置，在卷制过程中对错变量、焊缝高度、焊缝宽度进行监控，且每项指标均具有自动调节的功能，错变量通过调节滚轮的上、下调整实现动态控制，焊缝高度、焊缝宽度通过调节焊枪的位置、焊丝的递进量、电压电流实现控制，具有遇异常情况时自动报告、紧急停车功能，保证了出现极端异常情况下产品受影响的程度可控，并每天自动记录并输出设备运转情况及产品参数。
如图9所示，所述焊接机械臂7包括大摇臂7-1、支撑装置7-2、小摇臂7-3、立轴7-4和焊枪7-5，所述大摇臂7-1和小摇臂7-3相对安装在所述支撑装置7-2上，所述小摇臂7-3的一端与所述立轴7-4相连，所述焊枪7-5安装在所述立轴7-4的下方。
本发明的动作过程如下：
1）开卷校平,首先，通过天车将卷筒状的钢板运送到托辊1-2上，再将锥头1-1置于钢板卷中，打开钢板将其端头穿过钢板校平装置2，其中，钢板从校平上辊2-1和校平下辊2-2之间的间隙穿过，调整校平上辊2-1的高度位置，使钢板与校平上辊2-1、校平下辊2-2的间隙均达到合理值，通过校平上辊2-1与校平下辊2-2对钢板进行挤压，使钢板的每一部分在超过材料屈服点的应力下，得到反复及反方向的多次弯曲，消除了板料上的波状变形，使得从钢板校平装置中出来的板料是平的，或在板料全长上只有均匀、轻微的曲度。
2）剪边操作，校平之后的钢板通过钢板剪边装置3，调整板材宽度的滚轮上的螺栓，使钢板调整到通过成型辊卷制的合理范围之内，裁边后的残余钢边料通过人工疏导入导流管中排出，当残余钢边料长度较长后用钢钳剪短，以防止刚边嵌入旁边的机器内部。
3）坡口处理，裁边后的钢板通过坡口处理装置4加工出坡口，根据焊接要求坡口一般加工成“V”字型，以除去切割时产生的钢板边缘缺陷，满足焊接工艺要求，保证焊接的质量。
4）钢板的传递，递送装置5是整个装置的动力系统，工作时经过剪边处理的钢板端头塞入到递送装置5的夹送上辊5-1和夹送下辊5-2的缝隙中，夹送上辊5-1和夹送下辊5-2夹紧钢板后相对旋转，带动钢板不断向前移动。
5）钢板的卷制、焊接，剪边处理后的钢板进入筒节卷制装置6中，通过呈圆周状均布的成型辊6-7的导向和限位作用下钢板弯曲成螺旋管；然后进入焊接工序，其中通过焊接机械臂7实现内缝的焊接，焊接机械臂通过红外感应系统对焊缝定位并开始焊接，内焊缝的间隙不超过0.5mm，且罐体内焊缝如果焊缝达不到焊接要求，会立即停车并拉响铃声以通知其他工位；通过平台6-6上的埋弧自动焊装置6-2实现外缝的焊接，且焊接过程中通过气体保护焊装置6-1输出气体保护焊机，具体可采用二氧化碳气体保护焊装置。
6）罐体的切断，罐体成型后达到切割长度时，用仿形靠板6-5靠住前段罐壁，通过等离子的切割机6-4切割罐体，罐体制作完成，等离子切割可以有效保证切割面的整齐。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：包括钢板开卷装置（1）、钢板校平装置（2）、钢板剪边装置（3）、坡口处理装置（4）、递送装置（5）和筒节卷制装置（6），所述钢板开卷装置（1）、钢板校平装置（2）、钢板剪边装置（3）、坡口处理装置（4）、递送装置（5）和筒节卷制装置（6）顺次排布安装，所述筒节卷制装置（6）的一侧设置有焊接机械臂（7）；
所述钢板开卷装置（1）用于将卷筒状的钢板开卷，所述钢板校平装置（2）用于将开卷后的钢板校平，所述钢板剪边装置（3）将校平后的钢板裁边，裁边后的钢板通过所述坡口处理装置（4）进行坡口处理，所述递送装置（5）将坡口处理后的钢板运送到所述筒节卷制装置（6）上，最后通过所述筒节卷制装置（6）和焊接机械臂（7）完成罐体的内、外缝的焊接和切断。
2.根据权利要求1所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述钢板开卷装置（1）包括天车和钢板支撑架，所述天车将卷筒状的钢板放置到所述钢板支撑架上。
3.根据权利要求2所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述钢板支撑架包括夹卷锥头（1-1）和托辊（1-2），所述夹卷锥头（1-1）具体有两个且对称安装，所述托辊（1-2）放置在两个所述夹卷锥头（1-1）中间；所述夹卷锥头（1-1）和托辊（1-2）用于支撑主钢带的钢卷，所述夹卷锥头（1-1）通过液压油缸驱动控制升降，且所述液压油缸设置有单向阀自锁回路。
4.根据权利要求1所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述钢板校平装置（2）包括校平上辊（2-1）和校平下辊（2-2），所述校平上辊（2-1）和校平下辊（2-2）平行设置；所述校平上辊（2-1）设置有三个，所述校平下辊（2-2）设置有两个，所述校平上辊（2-1）通过电机驱动控制升降，所述校平下辊（2-2）固定安装在机架上。
5.根据权利要求1所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述钢板剪边装置（3）的两侧设有调节钢板宽度的滚轮，钢板剪边装置（3）的后方设有疏导切割后废料的圆形疏导口；且废料长度较长后通过钢钳剪断。
6.根据权利要求1所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述递送装置（5）包括夹送上辊（5-1）和夹送下辊（5-2），所述夹送上辊（5-1）的上方设有气缸用于调节高度，所述夹送上辊（5-1）和夹送下辊（5-2）的一侧均与电机连接并通过电机驱动旋转。
7.根据权利要求1所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述筒节卷制装置（6）包括成型装置、气体保护焊装置（6-1）、埋弧自动焊装置（6-2）、焊接回收机（6-3）、切割机（6-4）、仿形靠板（6-5）和平台（6-6），所述平台（6-6）连接在所述成型装置的顶部，所述气体保护焊装置（6-1）和埋弧自动焊装置（6-2）均安装在所述平台（6-6）上用于焊接罐体外焊缝，所述焊接机械臂（7）用于焊接罐体内焊缝，所述焊接回收机（6-3）用于回收废弃的焊条头、焊渣。
8.根据权利要求7所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述成型装置包括成型辊（6-7）和固定用的支架（6-8），多个所述成型辊（6-7）呈圆周状均布在所述支架（6-8）上，所述支架（6-8）通过多个环形钢板连接组成圆柱状，所述成型辊（6-7）上设置有可调节装置。
9.根据权利要求8所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述筒节卷制装置（6）的所述支架（6-8）上设置有监测装置，用于在卷制过程中对错变量、焊缝高度、焊缝宽度进行监控，且每项指标均具有自动调节的功能。
10.根据权利要求1所述的螺旋自动化焊接卷罐机，其特征在于：所述焊接机械臂（7）包括大摇臂（7-1）、支撑装置（7-2）、小摇臂（7-3）、立轴（7-4）和焊枪（7-5），所述大摇臂（7-1）和小摇臂（7-3）相对安装在所述支撑装置（7-2）上，所述小摇臂（7-3）的一端与所述立轴（7-4）相连，所述焊枪（7-5）安装在所述立轴（7-4）的下方。
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