CN107127577B - 一种卷圆焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明一种卷圆焊接设备，涉及建筑用设备领域，包括设置在机架上的：送料机构、卷圆机构、尾端提拉机构、拼缝压紧机构、拼缝纵向对齐机构、焊接机构、曲率调整机构、控外圆机构；带钢通过送料机构向前送料，卷圆机构通过多根辊子来对带钢进行卷圆，卷圆过程中控外圆机构通过圆周排列的调整治具来控制外圆轮廓，尾端提拉机构利用动力推动的提拉杆将带钢尾端提拉至预定位置，拼缝纵向对齐机构将带钢的头尾端纵向对齐，拼缝压紧机构实现带钢头尾端的横向对齐，拼缝压紧机构同时在焊接工位将合缝对齐的带钢头尾端压紧，焊接机构将焊缝进行焊接完成。

Description

一种卷圆焊接设备

技术领域

本发明涉及建筑用设备领域，特别是涉及一种卷圆焊接设备。

背景技术

目前，混凝土管桩作为一种新兴的水泥制品，广泛的应用于各种基础建设工程领域。为便于管桩的连接，混凝土管桩的两头需要安装抱箍，抱箍是由端板与焊接成环的带钢进行铆接或焊接而成，带钢的焊接成环工序，首先需根据其直径确定带钢的长度后，将相应长度的带钢进行剪切，根据产品的不同型号要求，带钢的宽度一般为120mm、150mm、180mm等不同宽度，剪切后的带钢进行卷圆后人工将头尾端对齐，人工将头尾端拼成的焊缝焊接后，形成扁筒状的抱箍皮。

抱箍成品示时端板能够保证2根管桩进行焊接，周围焊接成环的带钢是保证桩头在锤击施工的过程中对桩头的混凝土有一定的约束力，防止桩头应力集中开裂。

目前带钢预卷圆时采用卷圆设备，卷圆后的带钢头尾端不能精确对齐，存在前后错位、上下错位，距离过大及头尾端重叠等问题，需要人工将带钢头端与尾端放在焊接固定架上对齐，然后采用人工焊接方式将焊缝焊好，最后带钢形成扁筒状的抱箍皮。传统生产方式需要人工对齐带钢的头尾端，劳动强度较大；人工焊接不但造成现场作业环境较差，焊接时产生的烟尘对人体健康造成影响，而且焊接质量不能得到保障。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种卷圆焊接设备，解决的问题包括：1.传统卷圆设备卷圆后的带钢头尾端不能精确对齐，存在前后错位、上下错位，距离过大及头尾端重叠等问题，同时需要人工对齐焊缝，劳动强度较大。2.传统焊接方式烟尘较大，造成现场工作环境恶劣，影响人体健康。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种卷圆焊接设备，包括设置在机架上的：送料机构、卷圆机构、尾端提拉机构、拼缝压紧机构、拼缝纵向对齐机构、焊接机构、曲率调整机构、控外圆机构；带钢通过送料机构向前送料，卷圆机构通过多根辊子来对带钢进行卷圆，卷圆过程中控外圆机构通过圆周排列的调整治具来控制外圆轮廓，尾端提拉机构利用动力推动的提拉杆将带钢尾端提拉至预定位置，拼缝纵向对齐机构将带钢的头尾端纵向对齐，拼缝压紧机构实现带钢头尾端的横向对齐，拼缝压紧机构在焊接工位将合缝对齐的带钢头尾端压紧，焊接机构将焊缝进行焊接完成。

优选的是，所述送料机构包含纵向定位系统、横向定位系统；所述纵向定位系统控制带钢在输送前进过程中不上下摆动；横向定位系统能够保证带钢在输送时不左右晃动。

优选的是，所述纵向定位系统还包括固定轴承座、固定轮、活动轮、滑动轴承座、纵向气缸、皮带轮；所述固定轮通过固定轴承座来安装在机架上，动力源通过皮带轮来驱动固定轮旋转；所述固定轴承座中间开有凹槽；所述活动轮安装在固定轴承座的凹槽内；所述气缸安装在固定轴承座的顶部，气缸杆与滑动轴承座连接。

优选的是，所述横向定位系统包括：固定侧入口导向轮、固定侧定位槽、固定侧出口导向轮、活动侧入口导向轮、活动侧定位槽、活动侧出口导向轮、横向气缸；所述固定侧定位槽位于固定侧入口导向轮与固定侧出口导向轮之间，槽宽大于带钢厚度；活动侧定位槽位于活动侧入口导向轮与活动侧出口导向轮之间，槽宽与固定侧定位槽相同；固定侧定位槽与活动侧定位槽槽口相对布置。

优选的是，所述曲率调整机构包括曲率调节手柄、曲率显示器、减速机、凸轮、第一固定立板、第二固定立板、轴承座滑槽、轴承座压紧底板、弹簧；所述第一固定立板与第二固定立板均设有轴承座滑槽和轴承座压紧底板；所述凸轮转动轴均安装在第一固定立板和第二固定立板上；所述曲率调节手柄与减速机输入轴固连；减速机输出轴与凸轮转动轴固连；所述曲率显示器安装在减速机上；所述凸轮外缘与滑动轴承座接触；所述轴承座压紧底板安装在轴承座滑槽的顶端，轴承座压紧底板通过弹簧压紧轴承座滑槽内的滑动轴承座。

优选的是，所述卷圆机构为三辊卷圆设计，其包含驱动系统、第一压辊、第二压辊、第三压辊；所述第一压辊通过驱动系统直接驱动旋转，第二压辊与第一压辊通过齿轮啮合，两者旋转方向相反，第三压辊与第一压辊通过链条连接，两者旋转方向相同；所述第一压辊与第二压辊转动轴均安装在第一固定立板和第二固定立板上，第一压辊与第二压辊位置固定，第三压辊转动轴位置可以调节，通过滑动轴承座安装在轴承座滑槽内；所述第一压辊与第二压辊转动圆心连线延长线，与第三压辊与第一压辊转动圆心连线延长线呈锐角。

优选的是，所述控外圆机构包括底板、调节孔、调整治具；所述底板与带钢成圆平面平行，底板上根据卷圆规格开有多组调节孔；所述调整治具为长杆型治具，调整治具根据带钢卷圆规格插入到相应的调节孔内。

优选的是，所述拼缝纵向对齐机构包括圆弧板、刀片、刀片底座、底板、导轨；所述底板安装在第二压辊的上方，所述刀片底座安装在底板上，所述刀片底座中间开有第一凹槽；所述导轨安装在圆弧板的上部；所述圆弧板安装在底板的上方，圆弧板与底板形成两侧宽中间窄的狭缝结构，狭缝宽度大于带钢的厚度；所述圆弧板的弧面弧顶处开有第二凹槽；第二凹槽内安装第一合缝压片；所述刀片为长条形薄片，固定安装在第一凹槽和第二凹槽内，刀片安装方向与控外圆机构的底板相垂直。

优选的是，所述的拼缝压紧机构包括带钢推出装置、第一合缝压片、第二合缝压片、第二合缝压片水平驱动气缸、第二合缝压片垂直驱动气缸、限位块；所述带钢推出装置通过滑块安装在圆弧板顶部的导轨上，第一合缝压片铰接于圆弧板顶端的凹槽内，第一合缝压片在凹槽内沿铰接处一定角度旋转，所述第一合缝压片与凹槽底部安装有压缩弹簧；所述第一合缝压片伸出圆弧板顶端平面；所述合缝压片为倒L型结构，所述第二合缝压片水平驱动气缸的拉力小于带钢推出装置气缸的推力，所述第二合缝压片水平驱动气缸推动第二合缝压片沿着带钢推出方向运动；第二合缝压片垂直驱动气缸推动第二合缝压片压紧带钢拼缝；当带钢合缝焊接完成后第二合缝压片水平驱动气缸驱动第二合缝压片水平退出后，第二合缝压片垂直驱动气缸驱动第二合缝压片沿垂直方向退出。

优选的是，所述尾端提拉机构包括支架、提拉驱动装置、提拉杆；所述尾端提拉机构安装在带钢推出装置上，带钢卷圆后其尾端留在第三压辊与第二压辊间，提拉将带钢的尾端提拉至圆弧板与底板的一侧狭缝内；所述支架上设有运行导轨，提拉驱动装置驱动提拉杆在导轨上升降运行。

优选的是，所述焊接机构包括驱动装置、焊枪支架、焊枪、升降气缸；所述焊接机构采用氩弧焊方式焊接，焊枪固定在焊枪支架上，焊枪支架与升降气缸固连，升降气缸控制焊枪支架与焊枪上下移动，驱动装置驱动焊枪支架与焊枪在导轨上沿带钢合缝方向移动。

本发明的有益效果是：提供一种卷圆焊接设备，其采用氩弧焊，大大减少了烟尘的排放，此外通过曲率调整装置和控外圆装置的快速调节，能够实现多种直径规格的带钢卷圆焊接生产。

附图说明

图1是本发明一种卷圆焊接设备的结构示意图；

图2是送料机构的结构示意图；

图3是卷圆机构的结构示意图；

图4是曲率调整机构的结构示意图；

图5是控外圆机构的结构示意图；

图6是尾端提拉机构的结构示意图；

图7是拼缝对齐机构的结构示意图；

图8是拼缝压紧机构的结构示意图；

图9是焊接机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅附图1至9，本发明实施例包括：

一种卷圆焊接设备，包括机架1、送料机构2、卷圆机构3、尾端提拉机构4、拼缝压紧机构5、拼缝纵向对齐机构6、焊接机构7、曲率调整机构8、控外圆机构9。其中送料机构2、卷圆机构3、尾端提拉机构4、拼缝压紧机构5、拼缝对齐机构6、焊接机构7、曲率调整机构8、控外圆机构9均安装在机架1上。带钢的动作顺序为通过送料机构2向前送料，卷圆机构3对带钢进行卷圆，卷圆过程中控外圆机构9控制外圆轮廓，尾端提拉机构4将带钢尾端提拉至预定位置，拼缝纵向对齐机构6将带钢的头尾端纵向对齐，拼缝压紧机构5实现带钢头尾端的横向对齐，以及在焊接工位将合缝对齐的带钢头尾端压紧，焊接机构7将焊缝进行焊接完成。该动作流程的布置，能够将带钢全自动卷圆焊接的每一个工艺流程进行有效的控制，保障产品质量。

送料机构2包含纵向定位系统2-1、横向定位系统2-2。纵向定位系统2-1一方面控制带钢在上下位置不摆动、晃动，另一方面能够起到输送带钢前进的作用。横向定位系统2-2能够保证带钢在输送时横向位置不左右晃动；

纵向定位系统2-1还包括固定轴承座2-1-1、固定轮2-1-2、活动轮2-1-3；滑动轴承座2-1-4、 纵向气缸2-1-5、皮带轮2-1-6。固定轮2-1-2与活动轮2-1-3通过2只相同的齿轮啮合，活动轮2-1-3移动距离小于齿轮齿高，能够有效的防止活动轮2-2-3的移动距离过大造成的两只齿轮脱开后，再次啮合时产生“撞齿”的现象。固定轴承座2-1-1固定在机架上，其中间开有凹槽；固定轮2-1-2安装在固定轴承座2-1-1上，动力通过皮带轮2-1-6驱动固定轮2-1-2旋转。驱动系统3-1能够直接驱动卷圆机构3的第一压辊3-2旋转，同时通过皮带轮传动，带动固定轮2-1-2同步转动，在设计加工阶段已考虑将第一压辊3-2与固定轮2-1-2外圆线速度相同，因此带钢同时穿过两者时，不会产生推挤或拉伸的现象。该设计能够减少一台驱动装置，不但节省投资成本，还可以降低能耗；活动轮2-1-3安装在滑动轴承座2-1-4上，滑动轴承座2-1-4安装在固定轴承座2-1-1的凹槽内，可上下自由滑动，由于活动轮2-1-3安装在滑动轴承座2-1-4上，因此活动轮2-1-3也随之上下移动。 纵向气缸2-1-5安装在固定轴承座2-1-1的顶部，气缸杆与滑动轴承座2-1-4连接，通过气缸的伸缩，可以控制滑动轴承座2-1-4与活动轮2-1-3上下移动。当有带钢穿过时， 纵向气缸2-1-5推动滑动轴承座2-1-4向下移动，增大带钢、固定轮2-1-2、活动轮2-1-3之间的摩擦力，保证带钢在输送的过程中不打滑，保证带钢长度计量的准确性，避免固定轮2-1-2与活动轮2-1-3均固定设置带来的易卡料、带钢输送不可控等问题。同时活动轮2-1-3移动到上限时，活动轮2-1-3与固定轮2-1-2之间间隙加大，便于插入带钢操作。

横向定位系统2-2包括：固定侧入口导向轮2-2-1、固定侧定位槽2-2-2、固定侧出口导向轮2-2-3、活动侧入口导向轮2-2-4、活动侧定位槽2-2-5、活动侧出口导向轮2-2-6、横向气缸2-2-7。带钢头端插入前，活动侧入口导向轮2-2-4、活动侧定位槽2-2-5、活动侧出口导向轮2-2-6被横向气缸2-2-7驱动退回，活动侧入口导向轮2-2-4、活动侧定位槽2-2-5、活动侧出口导向轮2-2-6与固定侧入口导向轮2-2-1、固定侧定位槽2-2-2、固定侧出口导向轮2-2-3间距变大，带钢接触到活动侧入口导向轮2-2-4的V型槽内时，横向气缸2-2-7推动活动侧入口导向轮2-2-4、活动侧定位槽2-2-5、活动侧出口导向轮2-2-6向前顶出，活动侧入口导向轮2-2-4与固定侧入口导向轮2-2-1的V型槽抵住带钢的两侧边沿，将带钢横向固定在中间，带钢继续向前输送头端两侧边便进入到固定侧定位槽2-2-2和活动侧定位槽2-2-5内，固定侧定位槽2-2-2和活动侧定位槽2-2-5对带钢头端进行定位，防止带钢向前输送偏移出固定侧出口导向轮2-2-3与活动侧出口导向轮2-2-6的V型槽，经过固定侧定位槽2-2-2和活动侧定位槽2-2-5的导向，带钢头端能够顺利的进入到固定侧出口导向轮2-2-3与活动侧出口导向轮2-2-6的V型槽内。因固定侧入口导向轮2-2-1与活动侧入口导向轮2-2-4、固定侧出口导向轮2-2-3与活动侧出口导向轮2-2-6组成了2组轮组，因此保证了带钢向前输送的直线度，不会出现位置偏移的现象。所述的固定侧定位槽2-2-2位于固定侧入口导向轮2-2-1与固定侧出口导向轮2-2-3之间且与之固连，槽宽略大于带钢厚度；活动侧定位槽2-2-5位于活动侧入口导向轮2-2-4与活动侧出口导向轮2-2-6之间且与之固连，槽宽也略大于带钢厚度。固定侧定位槽2-2-2与活动侧定位槽2-2-5槽口相对布置，工作时，两槽底间距略大于带钢宽度,该设置保证带钢输送时固定侧定位槽2-2-2与活动侧定位槽2-2-5仅起到固定侧入口导向轮2-2-1与固定侧出口导向轮2-2-3之间的导向作用，正常工作时，带钢与固定侧定位槽2-2-2与活动侧定位槽2-2-5无摩擦，保证了固定侧定位槽2-2-2与活动侧定位槽2-2-5使用寿命的延长；所述的固定侧入口导向轮2-2-1、固定侧出口导向轮2-2-3、活动侧入口导向轮2-2-4、活动侧出口导向轮2-2-6沿侧边均设有一圈V型槽，固定侧入口导向轮2-2-1与固定侧出口导向轮2-2-3V型槽底连接线，与活动侧入口导向轮2-2-4与活动侧出口导向轮2-2-6V型槽底连接线相平行，两连接线的间距小于固定侧定位槽2-2-2与活动侧定位槽2-2-5槽底间距，该设置保证带钢输送时只接触活动侧入口导向轮2-2-4与固定侧入口导向轮2-2-1、活动侧入口导向轮2-2-4与固定侧入口导向轮2-2-1的V型槽底4个点，不但能够校直带钢输送，而且同样限制带钢不接触到固定侧定位槽2-2-2与活动侧定位槽2-2-5，延长了固定侧定位槽2-2-2与活动侧定位槽2-2-5的使用寿命；所述的横向气缸2-2-7可推动活动侧入口导向轮2-2-4、活动侧定位槽2-2-5、活动侧出口导向轮2-2-6前进或后退，该设置可适应不同宽度规格的带钢，当宽带钢通过时，横向气缸2-2-7顶出距离变小，当窄带钢通过时，横向气缸2-2-7顶出距离变大；另外由于气缸内的介质为压缩空气，压缩空气具有一定的缓冲作用，当同一条带钢的宽窄发生变化时，压紧在带钢侧边的活动侧入口导向轮2-2-4与活动侧出口导向轮2-2-6能够通过横向气缸2-2-7产生一定的缓冲，从而对带钢周围的固定侧入口导向轮2-2-1、固定侧出口导向轮2-2-3、活动侧入口导向轮2-2-4、活动侧出口导向轮2-2-6等定位元件起到保护作用。

卷圆机构3为三辊卷圆设计，包含驱动系统3-1，第一压辊3-2；第二压辊3-3；第三压辊3-4。其中第一压辊3-2通过驱动系统3-1直接驱动旋转，第二压辊3-3与第一压辊3-2通过齿轮啮合，两者旋转方向相反，第三压辊3-4与第一压辊3-2通过链条连接，两者旋转方向相同；其中第一压辊3-2、第二压辊3-3、第三压辊3-4均为驱动系统3-1驱动旋转，减少了驱动系统的布置。且第一压辊3-2、第二压辊3-3、第三压辊3-4外圆线速度相同，调节第三压辊3-4位置能够形成合理的三辊卷圆机的结构；第一压辊3-2与第二压辊3-3转动轴均安装在第一固定立板8-5-1和第二固定立板8-5-2上，第一压辊3-2与第二压辊3-3位置固定，第三压辊3-4转动轴位置可以调节，通过滑动轴承座3-4-1安装在轴承座滑槽8-6内。第一压辊3-2与第二压辊3-3转动圆心连线延长线，与第三压辊3-4与第一压辊3-2转动圆心连线延长线呈锐角；卷圆机构3设备运行时，带钢在第一压辊3-2与第二压辊3-3间穿过，通过与第一压辊3-2与第二压辊3-3间的摩擦力输送，随后带钢在第三压辊3-4与第二压辊3-3间穿过，由于第一压辊3-2与第二压辊3-3转动轴中心连接延长线，与第三压辊3-4与第一压辊3-2转动轴圆心延长线呈锐角，因此该结构能够实现平直的带钢卷圆的效果。带钢在被第一压辊3-2与第二压辊3-3压住后向前输送，带钢头端靠在第三压辊3-4上表面通过后，带钢被连续卷圆成圆环形。由于第三压辊3-4转动轴位置可以调节，因此通过调节第三压辊3-4的位置，可以将带钢卷圆成不同直径规格的圆环。

曲率调整机构8包含曲率调节手柄8-1、曲率显示器8-2、减速机8-3、凸轮8-4、第一固定立板8-5-1、第二固定立板8-5-2、轴承座滑槽8-6、轴承座压紧底板8-7、弹簧8-8。曲率调节手柄8-1用于手动调节所需生产卷圆的带钢的曲率，曲率显示器8-2能够显示和记录各个规格的曲率值，减速机8-3用于通过手动输入较小的力矩，使与输出轴固连的凸轮转动所需较大的扭矩来调节凸轮位置，凸轮8-4用于调节第三压辊3-4的位置，即对带钢的卷圆曲率进行调节；第一固定立板8-5-1与第二固定立板8-5-2均设有轴承座滑槽8-6和轴承座压紧底板8-7。凸轮8-4转动轴均安装在第一固定立板8-5-1和第二固定立板8-5-2上，位置固定。曲率调节手柄8-1与减速机8-3输入轴固连、减速机8-3输出轴与凸轮8-4固连，通过手动输入较小的力矩转动曲率调节手柄8-1，通过减速机8-3，实现输出较大的扭矩驱动凸轮8-4转动。曲率显示器8-2安装在减速机8-3上，随着曲率调节手柄8-1的转动，曲率显示器8-2会随之相应改变显示当前曲率值。凸轮8-4外缘与滑动轴承座3-4-1接触，由于凸轮8-4位置固定，通过对凸轮8-4旋转角度的调整，凸轮8-4的外缘紧贴住滑动轴承座3-4-1，由于第三压辊3-4的滑动轴承座3-4-1安装在轴承座滑槽8-6内，因此凸轮8-4旋转时不同的外缘位置接触到滑动轴承座3-4-1，就能够达到滑动轴承座3-4-1上下调整的目的。轴承座压紧底板8-7安装在轴承座滑槽8-6的顶端，轴承座压紧底板8-7通过弹簧8-8压紧轴承座滑槽8-6内的滑动轴承座3-4-1，使滑动轴承座3-4-1能够紧贴凸轮8-4外缘，保证滑动轴承座3-4-1上下移动的过程中不会卡涩，与凸轮8-4接触更加可靠。

控外圆机构9包括底板9-1、调节孔9-2、调整治具9-3。底板9-1与带钢成圆平面平行，底板9-1上根据卷圆规格开有多组调节孔9-2，各调节孔9-2均位于该规格卷圆带钢的圆周上。调整治具9-3为带把手的长杆型结构，调整治具9-3根据带钢卷圆规格的不同，插入到相应的调节孔9-2内，各调整治具9-3同样均位于该规格卷圆带钢的圆周上，当带钢卷圆时，带钢外圆如有碰到调整治具9-3的情形，调整治具9-3可对带钢卷圆的趋势进行纠正，不会让卷圆后的带钢头端偏出各调整治具9-3控圆的圆周区域，保证了卷圆焊接工序的可控性。

拼缝纵向对齐机构6包括：圆弧板6-1、刀片6-2、刀片底座6-3、底板6-4。底板6-4安装在第二压辊3-3的上方，刀片底座6-3安装在底板6-4上，刀片底座6-3中间开有第一凹槽。圆弧板6-1安装在底板6-4的上方，圆弧板6-1与底板6-4从正视图方向看形成两侧宽中间窄的狭缝结构，狭缝宽度最窄处略大于带钢的厚度。圆弧板6-1弧面弧顶处开设有第二凹槽，第二凹槽内安装第一合缝压片5-2。刀片6-2为长条形薄片，固定安装在刀片底座6-3中间第一凹槽和圆弧板6-1弧面弧顶处的第二凹槽内，刀片6-2安装方向与控外圆机构9的底板9-1相垂直。因圆弧板6-1与底板6-4从正视图方向看形成两侧宽中间窄的狭缝结构，因此卷圆完成后的带钢头端在狭缝的导向作用下插入到圆弧板6-1与底板6-4之间，直到碰到刀片6-2后停止向前输送，卷圆完成后的带钢尾端在尾端提拉机构4的作用下会进入圆弧板6-1与底板6-4之间狭缝的另一侧，带钢尾端在卷圆带钢成型后的回弹力作用下，带钢头尾端合缝通过刀片6-2隔开。因圆弧板6-1与底板6-4从正视图方向看形成狭缝宽度最窄处略大于带钢的厚度，因此带钢头尾端不会上下错位。同时刀片6-2为长条形薄片，安装方向与控外圆机构9的底板9-1相垂直，带钢头尾端合缝通过刀片6-2隔开，该结构保证了带钢头端与尾端断面保持平行，卷圆的带钢推出后，带钢头尾端合缝实现对齐。

尾端提拉机构4包括支架4-1、提拉驱动装置4-2、提拉杆4-3。带钢卷圆后，因第一压辊3-2与第二压辊3-3之间缝隙较小，带钢通过时摩擦力较大，能够将带钢向前输送所述，因第三压辊3-4仅仅是起到形成曲率的作用，因此第三压辊3-4与第二压辊3-3之间会形成较大的缝隙，带钢尾端在第一压辊3-2与第二压辊3-3中间通过后，会停留在三压辊3-4与第二压辊3-3之间。由于第三压辊3-4与第二压辊3-3之间会形成的缝隙较大，因此带钢与第三压辊3-4与第二压辊3-3表面产生的摩擦力较小，不能将带钢向前输送，因此带钢尾端就停留在第三压辊3-4与第二压辊3-3之间。尾端提拉机构4安装在带钢推出装置5-1上，提拉驱动装置4-2驱动提拉杆4-3将卷圆后停留在第三压辊3-4与第二压辊3-3间的带钢尾端，提拉至拼缝纵向对齐机构6的圆弧板6-1与底板6-4的一侧狭缝内。支架4-1上设有运行导轨，提拉驱动装置4-2驱动提拉杆4-3在导轨上上下运行，根据不同直径的带钢卷圆要求，在电控系统的精确控制下，提拉杆4-3可受控的在导轨上任意位置，任意行程范围内移动，达到自动提拉的目的。

拼缝压紧机构5包括带钢推出装置5-1、第一合缝压片5-2、第二合缝压片5-3、第二合缝压片水平驱动气缸5-4、第二合缝压片垂直驱动气缸5-5、限位块5-6。带钢推出装置5-1通过滑块安装在圆弧板6-1上部的导轨6-5上，气缸驱动带钢推出装置5-1前后滑动，从而实现将卷圆完成的带钢推出，从卷圆工位输送到焊接工位的目的。第一合缝压片5-2铰接于圆弧板6-1上方前端的凹槽内，第一合缝压片5-2可在凹槽内沿铰接处一定角度旋转，第一合缝压片5-2与凹槽底部安装有压缩弹簧，在弹簧的作用下，第一合缝压片5-2被顶起，第一合缝压片5-2伸出圆弧板6-1顶端平面，带钢推出装置5-1运行到前进工作位置限位时，能够压到第一合缝压片5-2，此时弹簧被压缩，合缝的带钢合缝一侧被压在第一合缝压片5-2与限位块5-6之间，保证一侧的带钢头尾端焊缝不会窜动；第二合缝压片5-3为倒L型结构设计，倒L型的直角设计，水平边压住带钢，能够将带钢头尾端的另一侧进行压紧固定，垂直边能够将带钢合缝的一侧进行定位对齐，不会出现，合缝前后错位的现象。因此，卷圆带钢合缝被推出时，带钢垂直方向另一侧被固定在第二合缝压片5-3与限位块5-6之间，带钢水平方向被固定在带钢推出装置5-1与第二合缝压片5-3之间；第二合缝压片水平驱动气缸5-4的拉力小于带钢推出装置5-1气缸的推力，带钢推出装置5-1向外推出时，第二合缝压片水平驱动气缸5-4驱动第二合缝压片5-3往带钢推出装置5-1推出相反的方向拉，两者合力仍是带钢推出装置5-1向外推出方向，在带钢推出装置5-1气缸与第二合缝压片水平驱动气缸5-4的共同作用下，带钢合缝抵在第二合缝压片5-3上，实现带钢合缝前后方向的平齐。由于带钢推出装置5-1气缸只有达到向前运行的终点时，带钢推出装置5-1才能碰到第一合缝压片5-2，从而将带钢合缝一端压住，因此在带钢被推出的过程中，首先是对合缝前后方向的定位，最后才是合缝表面压紧的定位；第二合缝压片水平驱动气缸5-4的初始位置是缩回的，在带钢拼缝对齐被推出后，第二合缝压片水平驱动气缸5-4被动推出。第二合缝压片垂直驱动气缸5-5，初始状态是当带钢拼缝对齐被推出后，垂直驱动气缸5-5驱动第二合缝压片5-3将带钢拼缝一端压紧，同时钢推出装置5-1碰到第一合缝压片5-2，将带钢合缝另一端压紧，等待焊接。当拼缝焊接完成后，垂直驱动气缸5-5与第二合缝压片水平驱动气缸5-4均退出，第二合缝压片5-3与带钢、限位块5-6脱离开。随后带钢推出装置5-1向后退出，第一合缝压片5-2在凹槽底部压缩弹簧的作用下被顶起，从而与带钢脱离开。焊接成环的带钢在水平、垂直方向上呈自由状态，前后上下方向无元器件，便于自动转运到下一工序加工。因此，当带钢合缝焊接完成后，合缝无需固定且周围无阻挡物，保证焊接成环的带钢能够顺利取出。

焊接机构7包括：驱动装置7-1、焊枪支架7-2、焊枪7-3、升降气缸7-4。焊接机构7采用氩弧焊方式焊接，焊枪7-3固定在焊枪支架7-2上，焊枪支架7-2与升降气缸7-4固连，升降气缸7-4可控制焊枪支架7-2与焊枪7-3上下移动，驱动装置7-1驱动焊枪支架7-2与焊枪7-3在导轨上沿带钢合缝方向移动，完成焊接。驱动装置7-1能够驱动焊枪支架7-2及焊枪7-3在前后方向上移动，移动距离可通过电控系统控制灵活调整。升降气缸7-4可控制焊枪支架7-2及焊枪7-3上升和下降，焊枪7-3下降到位后开始焊接，与此同时驱动装置7-1驱动焊枪7-3在导轨上沿带钢合缝方向移动，焊接完成后，焊接7-3与带钢脱开。该设置能够使焊接长度更加精准，焊接质量更加稳定，同时整个焊接过程能够实现全自动化焊接，减少人工焊接带来的焊接质量不稳定，劳动强度大，工作环境差等问题。

其具体工作过程如下：

切断后的带钢头端从送料机构内穿过，首先纵向定位系统的气缸将活动轮提起，活动轮与固定轮之间产生较大的间隙，便于带钢插入，带钢进入后，气缸顶出，将带钢压紧与活动轮和固定轮之间，卷圆机构的驱动系统可通过传动装置同时驱动固定轮转动，由于固定轮与活动轮通过齿轮啮合，固定轮与活动轮同时反向旋转，通过摩擦力固定轮和活动轮将带钢向前输送，随后带钢进入送料机构的横向定位系统，横向定位系统的气缸将活动侧入口导向轮、活动侧定位槽、活动侧出口导向轮退回，当带钢插入后，气缸将活动侧入口导向轮、活动侧定位槽、活动侧出口导向轮顶出，带钢就被固定在活动侧入口导向轮、活动侧出口导向轮、活动侧入口导向轮、活动侧出口导向轮的V型槽内，保证了带钢横向位置的固定。带钢被送入到卷圆机构的第一压辊和第二压辊之间，由于第一压辊和第二压辊通过齿轮啮合，驱动系统驱动第一压辊转动时，第二压辊也随之反向转动，通过摩擦力将带钢继续向前输送，带钢头端抵到到第三压辊的上表面。由于第一压辊与第二压辊转动轴中心连接延长线，与第三压辊与第一压辊转动轴圆心延长线呈锐角，因此该结构能够实现平直的带钢卷圆的效果。底板上安装有刀片底座，刀片就安装在刀片底座和圆弧板之间。已卷圆的部分穿过第三压辊后，在自身曲率和控外圆机构的共同影响下，带钢的头端卷圆一圈后，插入到圆弧板和拼缝纵向对齐机构的底板之间，顶在刀片的一侧。带钢尾端穿过过第一压辊和第二压辊后，停留在第二压辊与第三压辊之间，此时尾端提拉机构的提拉驱动装置驱动提拉杆将带钢向上提拉，带钢尾端被提拉至圆弧板和拼缝纵向对齐机构的底板之间， 顶在刀片的另一侧，刀片被挤在带钢头端和尾端之间。此时，带钢推出机构将已经合缝的带钢推出到焊接工位，由于刀片较薄，因此带钢推出后，头尾端形成细缝，纵向实现对齐。带钢头尾端侧边推出时同时抵在带钢推出机构上，由于带钢推出机构与带钢头尾端侧边接触点是同一平面，因此带钢合缝的侧边也实现对齐。带钢推出机构将带钢推至焊接工位时，第一合缝压片和第二合缝压片将带钢合缝两端压平固定后，焊接机构的焊枪在气缸的驱动下开始下移，焊接机构的驱动装置驱动焊枪支架与焊枪在导轨上沿带钢合缝方向移动，完成焊接，焊接完成后，焊接气缸退回原位，带钢推出机构也随之退出，焊接完成的带钢等待送往下一个工位，整套流程实现全自动化作业。其中焊接方式采用氩弧焊，大大减少了烟尘的排放，此外通过曲率调整装置和控外圆装置的快速调节，能够实现多种直径规格的带钢卷圆焊接生产。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种卷圆焊接设备，其特征在于：包括设置在机架上的：送料机构、卷圆机构、尾端提拉机构、拼缝压紧机构、拼缝纵向对齐机构、焊接机构、曲率调整机构、控外圆机构；带钢通过送料机构向前送料，卷圆机构通过多根辊子来对带钢进行卷圆，卷圆过程中控外圆机构通过圆周排列的调整治具来控制外圆轮廓，尾端提拉机构利用动力推动的提拉杆将带钢尾端提拉至预定位置，拼缝纵向对齐机构将带钢的头尾端纵向对齐，拼缝压紧机构实现带钢头尾端的横向对齐，拼缝压紧机构同时在焊接工位将合缝对齐的带钢头尾端压紧，焊接机构将焊缝进行焊接完成；所述送料机构包含纵向定位系统、横向定位系统；所述纵向定位系统控制带钢在输送前进过程中不上下摆动并向前输送；横向定位系统能够保证带钢在输送时不左右晃动；所述纵向定位系统还包括固定轴承座、固定轮、活动轮、滑动轴承座、纵向气缸、皮带轮；所述固定轮通过固定轴承座来安装在机架上，动力源通过皮带轮来驱动固定轮旋转；所述固定轴承座中间开有凹槽；所述活动轮安装在固定轴承座的凹槽内；所述纵向气缸安装在固定轴承座的顶部，纵向气缸杆与滑动轴承座连接；所述横向定位系统包括：固定侧入口导向轮、固定侧定位槽、固定侧出口导向轮、活动侧入口导向轮、活动侧定位槽、活动侧出口导向轮、横向气缸；所述固定侧定位槽位于固定侧入口导向轮与固定侧出口导向轮之间，槽宽大于带钢厚度；活动侧定位槽位于活动侧入口导向轮与活动侧出口导向轮之间；固定侧定位槽与活动侧定位槽槽口相对布置；所述卷圆机构为三辊卷圆设计，其包含驱动系统、第一压辊、第二压辊、第三压辊；所述第一压辊通过驱动系统直接驱动旋转，第二压辊与第一压辊通过齿轮啮合，两者旋转方向相反，第三压辊与第一压辊通过链条连接，两者旋转方向相同；所述第一压辊与第二压辊转动轴均安装在第一固定立板和第二固定立板上，第一压辊与第二压辊位置固定，第三压辊转动轴通过滑动轴承座安装在轴承座滑槽内；所述第一压辊与第二压辊转动圆心连线延长线，与第三压辊与第一压辊转动圆心连线延长线呈锐角。

2.根据权利要求1所述的一种卷圆焊接设备，其特征在于：所述曲率调整机构包括曲率调节手柄、曲率显示器、减速机、凸轮、第一固定立板、第二固定立板、轴承座滑槽、轴承座压紧底板、弹簧；所述第一固定立板与第二固定立板均设有轴承座滑槽和轴承座压紧底板；凸轮转动轴安装在第一固定立板和第二固定立板上；所述曲率调节手柄与减速机输入轴固连；减速机输出轴与凸轮固连；所述曲率显示器安装在减速机上；所述凸轮外缘与滑动轴承座接触；所述轴承座压紧底板安装在轴承座滑槽的顶端，轴承座压紧底板通过弹簧压紧轴承座滑槽内的滑动轴承座。

3.根据权利要求2所述的一种卷圆焊接设备，其特征在于：所述控外圆机构包括底板、调节孔、调整治具；所述底板与带钢成圆平面平行，底板上根据卷圆规格开有多组调节孔；所述调整治具为长杆型治具，调整治具根据带钢卷圆规格插入到相应的调节孔内，调节孔分布在卷圆外圆圆周上。

4.根据权利要求3所述的一种卷圆焊接设备，其特征在于：所述拼缝纵向对齐机构包括圆弧板、刀片、刀片底座、底板、导轨；所述底板安装在第二压辊的上方，所述刀片底座安装在底板上，所述刀片底座中间开有第一凹槽；所述导轨安装在圆弧板的顶部；所述圆弧板安装在底板的上方，圆弧板与底板形成两侧宽中间窄的狭缝结构，狭缝宽度大于带钢的厚度；所述圆弧板的弧面弧顶处开有第二凹槽；所述刀片为长条形薄片，固定安装在第一凹槽和第二凹槽内，刀片安装方向与控外圆机构的底板相垂直。

5.根据权利要求4所述的一种卷圆焊接设备，其特征在于：所述的拼缝压紧机构包括带钢推出装置、第一合缝压片、第二合缝压片、第二合缝压片水平驱动气缸、第二合缝压片垂直驱动气缸、限位块；所述带钢推出装置通过滑块安装在圆弧板上部的导轨上，第一合缝压片铰接于圆弧板上方前端的凹槽内，第一合缝压片能够在凹槽内沿铰接处按一定角度旋转，所述第一合缝压片与凹槽底部安装有压缩弹簧；所述第一合缝压片伸出圆弧板顶端平面；所述第二合缝压片为倒L型结构，所述第二合缝压片水平驱动气缸的拉力小于带钢推出装置气缸的推力，所述第二合缝压片水平驱动气缸推动第二合缝压片沿着带钢推出方向运动；第二合缝压片垂直驱动气缸推动第二合缝压片压紧带钢拼缝；当带钢合缝焊接完成后第二合缝压片水平驱动气缸驱动第二合缝压片水平退出后，第二合缝压片垂直驱动气缸驱动第二合缝压片沿垂直方向退出。

6.根据权利要求5所述的一种卷圆焊接设备，其特征在于：所述尾端提拉机构包括支架、提拉驱动装置、提拉杆；所述尾端提拉机构安装在带钢推出装置上，带钢卷圆后其尾端留在第三压辊与第二压辊间，提拉将带钢的尾端提拉至圆弧板与底板的一侧狭缝内；所述支架上设有运行导轨，提拉驱动装置驱动提拉杆在导轨上升降运行。

7.根据权利要求6所述的一种卷圆焊接设备，其特征在于：所述焊接机构包括驱动装置、焊枪支架、焊枪、升降气缸；所述焊接机构采用氩弧焊方式焊接，焊枪固定在焊枪支架上，焊枪支架与升降气缸固连，升降气缸控制焊枪支架与焊枪上下移动，驱动装置驱动焊枪支架与焊枪在导轨上沿带钢合缝方向移动。