CN106346157A - 罐体调整机构及具有其的罐体焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种罐体调整机构及具有其的罐体焊接装置，其中，罐体调整机构包括支架(10)以及设置在支架(10)上的两个调整臂组件(20)，各调整臂组件(20)包括相互连接的第一调整臂(21)和第二调整臂(22)，第一调整臂(21)和第二调整臂(22)之间具有夹角，两个调整臂组件(20)相对设置以共同形成罐体容纳空间，各调整臂组件(20)的第一调整臂(21)和/或第二调整臂(22)上设置有调整轮(23)，调整轮(23)的至少部分位于罐体容纳空间内，并且调整轮(23)的转轴沿水平方向延伸。本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中的通过天车调整罐体的角度易造成罐体的损伤，并且不易控制其旋转角度的问题。

Description

罐体调整机构及具有其的罐体焊接装置

技术领域

本发明涉及罐体焊接技术领域，具体而言，涉及一种罐体调整机构及具有其的罐体焊接装置。

背景技术

目前，在铁路特种罐箱(例如异形罐等)以及铁路罐车制造过程中，需要在罐体的外表面上焊接加热管或加强梁等槽型件。下面以“八面弧”异形罐体加热管焊接为例，“八面弧”指的是罐体的横截面的外轮廓由八条弧线相切连接而成。上述异形罐体的加热系统采用蒸汽加热的方式，加热管采用T4003不锈钢。如图1所示，加热管1共分12道排布在罐体2的底部的外侧，加热管1的蒸汽管道最低位设有冷凝水排放口，加热管1的进汽和排汽接口设在罐体2的后端，并配置防尘盖。由于上述异形罐体的加热管1设置在罐体2底部，并且呈“三面弧”分布方式，在现有技术中，当进行加热管焊接时，需要先将罐体2倒置，再利用天车反复调整罐体2的角度至合适位置。然而，通过天车完成罐体调整角度的翻转比较浪费工时，不易控制其旋转角度，从而容易造成罐体2的损伤。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种罐体调整机构及具有其的罐体焊接装置，以解决现有技术中的通过天车调整罐体不易控制其旋转角度，从而容易造成罐体的损伤的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种罐体调整机构，包括支架以及设置在支架上的两个调整臂组件，各调整臂组件包括相互连接的第一调整臂和第二调整臂，第一调整臂和第二调整臂之间具有夹角，两个调整臂组件相对设置以共同形成罐体容纳空间，各调整臂组件的第一调整臂和/或第二调整臂上设置有调整轮，调整轮的至少部分位于罐体容纳空间内，并且调整轮的转轴沿水平方向延伸。

进一步地，调整臂组件可转动地设置在支架上，并且调整臂组件的转轴沿水平方向延伸。

进一步地，支架上设置有安装座，第一调整臂和第二调整臂的连接处可枢转地设置在安装座上。

进一步地，调整轮设置在第一调整臂和第二调整臂的自由端上。

根据本发明的另一方面，提供了一种罐体焊接装置，包括焊接机构，罐体焊接装置还包括罐体调整机构，罐体调整机构为上述的罐体调整机构，罐体调整机构为多个，多个罐体调整机构沿调整轮的转动轴线的延伸方向间隔设置。

进一步地，焊接机构包括：操作台；第一导轨，设置在操作台上并沿调整轮的转动轴线的延伸方向延伸；第一支撑部，可移动地安装在第一导轨上，第一支撑部上设置有沿竖直方向延伸的第二导轨；第二支撑部，可移动地安装在第二导轨上；第三支撑部，第三支撑部上设置有沿水平方向延伸的第三导轨，第二支撑部与第三导轨相配合以使第三支撑部相对于第二支撑部可移动；焊枪组件，设置在第三支撑部上。

进一步地，焊枪组件包括：焊枪微调结构，可活动地设置在第三支撑部上；焊枪，设置在焊枪微调结构上，焊枪为两个，两个焊枪间隔设置。

进一步地，焊枪微调结构远离第三支撑部的端部设置有定位部，定位部与待焊接件抵顶配合。

进一步地，第一导轨设置在操作台远离罐体调整机构的一侧，操作台位于第一导轨与罐体调整机构的部分形成操作空间。

进一步地，焊接机构为两个，两个焊接机构分别设置在多个罐体调整机构的相对的两侧。

应用本发明的技术方案，在支架上设置两个调整臂组件。两个调整臂组件相对设置以共同形成罐体容纳空间。各调整臂组件的第一调整臂和/或第二调整臂上设置有调整轮。调整轮的至少部分位于罐体容纳空间内，并且调整轮的转轴沿水平方向延伸。罐体设置在罐体容纳空间内，并且罐体与调整轮接触，当罐体的放置角度需要调整时，通过转动上述调整轮来驱动罐体转动，从而实现罐体的放置角度的调整。相比于现有的通过天车调整罐体的放置角度，罐体调整机构更容易控制其旋转角度，从而不会造成罐体的损伤，并且占用空间小，操作灵活性强，方便快捷。此外，两个第一调整臂和第二调整臂能够增加对罐体的“环抱”稳定性，操作更加可靠。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的罐体和加热管的结构示意图；

图2示出了根据本发明的罐体调整机构的实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的罐体焊接装置的实施例的结构示意图；

图4示出了图3的罐体焊接装置的焊接机构的结构示意图；以及

图5示出了图3的罐体焊接装置的焊接机构的另一角度的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、加热管；2、罐体；10、支架；11、安装座；20、调整臂组件；21、第一调整臂；22、第二调整臂；23、调整轮；31、操作台；311、第一导轨；312、走台；313、扶梯；32、第一支撑部；321、第二导轨；33、第二支撑部；34、第三支撑部；341、第三导轨；35、焊枪组件；351、焊枪微调结构；352、焊枪；353、定位部；40、加热管；50、罐体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图2所示，本实施例的罐体调整机构用于罐体50焊接时对罐体50的放置角度的调整。具体地，罐体调整机构包括支架10以及设置在支架10上的两个调整臂组件20。各调整臂组件20包括相互连接的第一调整臂21和第二调整臂22。第一调整臂21和第二调整臂22之间具有夹角。两个调整臂组件20相对设置以共同形成罐体容纳空间。各调整臂组件20的第一调整臂21和第二调整臂22上设置有调整轮23。调整轮23的至少部分位于罐体容纳空间内，并且调整轮23的转轴沿水平方向延伸。

应用本实施例的罐体调整机构，在支架10上设置两个调整臂组件20。两个调整臂组件20相对设置以共同形成罐体容纳空间。各调整臂组件20的第一调整臂21和第二调整臂22上设置有调整轮23。调整轮23的至少部分位于罐体容纳空间内，并且调整轮23的转轴沿水平方向延伸。罐体50设置在罐体容纳空间内，并且罐体50与调整轮23接触，当罐体50的放置角度需要调整时，通过转动上述调整轮23来驱动罐体50转动，从而实现罐体50的放置角度的调整。相比于现有的通过天车调整罐体的放置角度，罐体调整机构更容易控制其旋转角度，从而不会造成罐体的损伤，并且占用空间小，操作灵活性强，方便快捷。此外，两个第一调整臂21和第二调整臂22能够增加对罐体50的“环抱”稳定性，操作更加可靠。

需要说明的是，本实施例的调整轮23设置在第一调整臂21和第二调整臂22上，当然，调整轮23的设置位置不限于此，在图中未示出的其他实施例中，调整轮可以仅设置在第一调整臂或第二调整臂上；此外，本实施例的罐体调整机构用于罐体焊接时对罐体的放置角度的调整，当然，罐体调整机构的应用场景不限于此，在其他实施方式中，罐体调整机构可以用于其他需要调整罐体放置角度的应用场景。

如图2所示，在本实施例的罐体调整机构中，调整臂组件20可转动地设置在支架10上，并且调整臂组件20的转轴沿水平方向延伸。如果罐体50为异形罐(例如“八面弧”异形罐体)，在罐体50转动过程中，罐体50的横截面的下部最突出的位置容易与调整臂组件20的第一调整臂21或第二调整臂22相干涉。因此，将调整臂组件20可转动地设置，并且调整臂组件20的转轴沿水平方向延伸，这样能够避免罐体50的横截面的下部最突出的位置与第一调整臂21或第二调整臂22相干涉。

以罐体50逆时针转动为例，当罐体50转动到其左下角最突出的部位碰触到第一调整臂21时，罐体50的右下角最突出的部位碰触到第二调整臂22，此时，将左侧的调整臂组件20顺时针转动一定角度，将右侧的调整臂组件20也顺时针转动一定角度，这就使左侧的调整臂组件20的第一调整臂21向下移动，右侧的调整臂组件20的第二调整臂22向外侧移动，从而使罐体50的横截面的下部最突出的位置与第一调整臂21或第二调整臂22不再干涉，进而扩大罐体50可转动的范围，从而满足需要焊接的加热管40的不同位置的要求。需要说明的是，在本实施例中，随着罐体50的转动，调整臂组件20整体会自动转动调整，也就是说，调整臂组件20的转动是通过罐体50的转动驱动的，这样可以保证第一调整臂21和第二调整臂22能够根据罐体50的位置及时调整。当然，在其他实施方式中，调整臂组件的转动也可以通过其他方式驱动。

如图2所示，在本实施例的罐体调整机构中，支架10上设置有安装座11，第一调整臂21和第二调整臂22相互垂直，并且第一调整臂21和第二调整臂22的连接处可枢转地设置在安装座11上。上述结构更加便于加工制作。需要说明的是，支架10的尺寸可以根据罐体50的尺寸进行选择。此外，第一调整臂21和第二调整臂22之间的位置关系不限于此，在图中未示出的其他实施例中，第一调整臂和第二调整臂之间的角度可以根据罐体的体积进行选择。在本实施例中，安装座11对应第一调整臂21和第二调整臂22的连接处的位置设置有主动轴，该主动轴的转动与第一调整臂21和第二调整臂22的转动相互独立。调整轮23的转轴为从动轴，上述主动轴与从动轴之间为链传动，从而使主动轴转动带动从动轴和调整轮23转动。通过伺服电机控制系统和先进的激光传感技术精确控制罐体50的翻转角度，以使罐体50上的待焊接件(例如加热管)处于适宜焊接的位置。具体地，设置激光传感器来检测上述主动轴的转动情况(例如检测主动轴的转动角度)，并将检测到的信号传输给伺服电机控制系统的控制器，控制器进行运算得出从动轴的转动角度，从而得到调整轮23的转动角度，进而得到罐体50的转动位置。上述结构实现了罐体调整机构的刻度式翻转，调整更加准确。

如图2所示，在本实施例的罐体调整机构中，调整轮23设置在第一调整臂21和第二调整臂22的自由端上。上述结构更加便于加工制作。在本实施例中，调整轮23通过电机驱动，这样可以实现多个调整轮23同步转动，更加便于罐体50的转动。

在现有技术中，罐体的底部需要焊接12根加热管，共需要24条焊缝。在对加热管进行焊接时，将罐体倒置后，罐体顶面的加热管通过人为手工铺设轨道进行焊接小车作业，而手工铺设的轨道无法固定，焊接小车焊接时极易脱轨，并且焊接小车需要人工推动，罐体上方操作人员需要来回走动，操作人员走动所产生的颤动影响焊接质量；罐体侧面的加热管通过铺设磁性轨道进行焊接小车作业，而通过磁性轨道进行小车轨道焊接时操作过于繁琐，只能进行单条焊缝的焊接。因此，现有的人为手工操作焊接的生产效率极低，现场占用台位达到8个，严重影响了正常的工艺平面布置，成为影响生产效率的主要工艺瓶颈。

如图3所示，本申请还提供了一种罐体焊接装置，根据本申请的罐体焊接装置的实施例包括焊接机构以及罐体调整机构。其中，罐体调整机构为上述的罐体调整机构。罐体调整机构为两个，两个罐体调整机构沿调整轮23的转动轴线的延伸方向间隔设置。罐体调整机构位于罐体50的下方。当然，罐体调整机构的数量不限于此，在其他实施方式中，罐体调整机构的数量可以为三个或三个以上。本实施例的罐体焊接装置用于“八面弧”异形罐体的加热管40的组焊，在其他实施例中，罐体焊接装置可以用于26m³圆罐、29m³异形罐、29.5m³异形罐、32m³异形罐等罐体的加热管组焊，或者用于沥青异形罐的罐体外加强梁焊接。

如图3所示，在本实施例的罐体焊接装置中，焊接机构为两个。两个焊接机构分别设置在两个罐体调整机构的相对的两侧。也就是说，两个焊接机构分别设置在罐体50的两侧，从而可以对罐体50的两个侧面的加热管40进行焊接。

如图3至图5所示，在本实施例的罐体焊接装置中，焊接机构包括操作台31、第一导轨311、第一支撑部32、第二支撑部33、第三支撑部34以及焊枪组件35。其中，第一导轨311设置在操作台31上并沿调整轮23的转动轴线的延伸方向延伸。第一支撑部32可移动地安装在第一导轨311上。第一支撑部32上设置有沿竖直方向延伸的第二导轨321。第二支撑部33可移动地安装在第二导轨321上。第三支撑部34上设置有沿水平方向延伸的第三导轨341。第二支撑部33与第三导轨341相配合以使第三支撑部34相对于第二支撑部33可移动。焊枪组件35设置在第三支撑部34上。上述第二支撑部33的一侧与第二导轨321相配合，第二支撑部33的另一侧与第三导轨341相配合。上述结构可以实现焊枪组件35的位置的快速调节。具体地，第一支撑部32在第一导轨311上移动可以实现焊枪组件35在罐体50的长度方向上的调节，第二支撑部33在第二导轨321上移动可以实现焊枪组件35的上下高度的调节，第三支撑部34通过第三导轨341在第二支撑部33上移动可以实现焊枪组件35的前后位置的调节。

如图4和图5所示，在本实施例的罐体焊接装置中，焊枪组件35包括焊枪微调结构351和焊枪352。其中，焊枪微调结构351可转动地设置在第三支撑部34上。焊枪微调结构351包括转动底座以及设置在转动底座上的螺杆微调主体，焊枪352设置在螺杆微调主体上。电机带动转动底座在第三支撑部34上转动，该转动底座上设置有第四导轨，螺杆微调主体可移动地安装在第四导轨上。螺杆微调主体可以通过两个螺杆分别驱动焊枪352在前后或左右方向移动，以实现对焊枪352的起焊点的准确定位。在本实施例中，焊枪352为两个，两个焊枪352间隔设置。上述结构能够准确地调整焊枪352的起焊点的位置，当调整好起焊点的位置后即可开始工作，这样使得焊接质量稳定性得到很大的提升。此外，两个焊枪组件35的四个焊枪352可以同时进行4条焊缝的同步焊接，最大程度上提高了生产效率，克服了工艺瓶颈减少了台时及台位的布置，解决了工艺平面排布的不合理性，进一步优化了工艺平面布局。

如图4所示，在本实施例的罐体焊接装置中，焊枪微调结构351远离第三支撑部34的端部设置有定位部353。该定位部353位于两个焊枪352之间。在调整起焊点位置时，需要通过焊枪微调结构351上的风缸带动定位部353向前移动，并将定位部353与待焊接件抵顶配合。在本实施例中，待焊接件为加热管40，该加热管40的横截面呈梯形，加热管40的宽度较大的底面与罐体50相配合，定位部353抵顶在加热管40的上边沿处，两个焊枪352的焊接头对准加热管40的两个下边沿。在实际生产时，罐体50的表面难免会出现凹凸不平的情况，如果加热管40正好设置在上述位置，加热管40的高低也会有所区别。当焊接时第一支撑部32带动焊枪微调结构351和焊枪352移动，在此过程中，如果罐体50对应加热管40的下方的表面出现凹凸不平的情况，由于定位部353与加热管40抵顶配合，这就使定位部353随着加热管40的高低起伏移动，焊枪微调结构351的位置和两个焊枪352的焊接头的位置也随之变化，从而保证焊枪352的焊接头始终对准加热管40与罐体50的接缝处，进而保证焊接质量和焊接稳定性。因此，上述结构实现了一键定位自适应焊接，使焊接质量稳定性得到了很大的提升，并且具有双枪的焊枪组件35能够适应长焊缝的焊接，效率是单枪焊接的1.3倍。

在本实施例的罐体焊接装置中，焊接机构还包括用于驱动第一支撑部32的驱动装置(图中未示出)。上述驱动装置为电机以及与电机通信连接的控制器。通过驱动装置驱动第一支撑部32移动，从而控制焊枪352移动，实现焊枪352的自动焊接。也就是说，在焊接过程中，只需要确定好起焊点的位置后即可实现无人自动化焊接，焊接效率高，减轻操作人员劳动强度。

如图3所示，在本实施例的罐体焊接装置中，第一导轨311设置在操作台31远离罐体调整机构的一侧，操作台31位于第一导轨311与罐体调整机构的部分形成操作空间。该操作空间形成有用于操作人员走动的走台312以及扶梯313，操作人员可以在两侧的走台312上进行操作无需在罐体50顶面走动，避免安全隐患的发生，并且可以有效避免使罐体50产生颤动、影响焊接质量，同时还可以方便操作人员对焊枪组件35的调整和操作。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本实施例的罐体焊接装置能够实现罐体调整机构的刻度式翻转与焊接机构的一键定位自适应焊接的最优化匹配，保证了焊接的质量和稳定性，提高了生产效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种罐体调整机构，其特征在于，包括支架(10)以及设置在所述支架(10)上的两个调整臂组件(20)，各所述调整臂组件(20)包括相互连接的第一调整臂(21)和第二调整臂(22)，所述第一调整臂(21)和所述第二调整臂(22)之间具有夹角，两个所述调整臂组件(20)相对设置以共同形成罐体容纳空间，各所述调整臂组件(20)的所述第一调整臂(21)和/或所述第二调整臂(22)上设置有调整轮(23)，所述调整轮(23)的至少部分位于所述罐体容纳空间内，并且所述调整轮(23)的转轴沿水平方向延伸。

2.根据权利要求1所述的罐体调整机构，其特征在于，所述调整臂组件(20)可转动地设置在所述支架(10)上，并且所述调整臂组件(20)的转轴沿水平方向延伸。

3.根据权利要求2所述的罐体调整机构，其特征在于，所述支架(10)上设置有安装座(11)，所述第一调整臂(21)和所述第二调整臂(22)的连接处可枢转地设置在所述安装座(11)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的罐体调整机构，其特征在于，所述调整轮(23)设置在所述第一调整臂(21)和所述第二调整臂(22)的自由端上。

5.一种罐体焊接装置，包括焊接机构，其特征在于，所述罐体焊接装置还包括罐体调整机构，所述罐体调整机构为权利要求1至4中任一项所述的罐体调整机构，所述罐体调整机构为多个，多个所述罐体调整机构沿所述调整轮(23)的转动轴线的延伸方向间隔设置。

6.根据权利要求5所述的罐体焊接装置，其特征在于，所述焊接机构包括：

操作台(31)；

第一导轨(311)，设置在所述操作台(31)上并沿所述调整轮(23)的转动轴线的延伸方向延伸；

第一支撑部(32)，可移动地安装在所述第一导轨(311)上，所述第一支撑部(32)上设置有沿竖直方向延伸的第二导轨(321)；

第二支撑部(33)，可移动地安装在所述第二导轨(321)上；

第三支撑部(34)，所述第三支撑部(34)上设置有沿水平方向延伸的第三导轨(341)，所述第二支撑部(33)与所述第三导轨(341)相配合以使所述第三支撑部(34)相对于所述第二支撑部(33)可移动；

焊枪组件(35)，设置在所述第三支撑部(34)上。

7.根据权利要求6所述的罐体焊接装置，其特征在于，所述焊枪组件(35)包括：

焊枪微调结构(351)，可活动地设置在所述第三支撑部(34)上；

焊枪(352)，设置在所述焊枪微调结构(351)上，所述焊枪(352)为两个，两个所述焊枪(352)间隔设置。

8.根据权利要求7所述的罐体焊接装置，其特征在于，所述焊枪微调结构(351)远离所述第三支撑部(34)的端部设置有定位部(353)，所述定位部(353)与待焊接件抵顶配合。

9.根据权利要求6所述的罐体焊接装置，其特征在于，所述第一导轨(311)设置在所述操作台(31)远离所述罐体调整机构的一侧，所述操作台(31)位于所述第一导轨(311)与所述罐体调整机构的部分形成操作空间。

10.根据权利要求5所述的罐体焊接装置，其特征在于，所述焊接机构为两个，两个所述焊接机构分别设置在所述多个罐体调整机构的相对的两侧。