CN108247182B - 一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备 - Google Patents

一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及焊接设备技术领域，具体公开了一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，机架、升降机构、滚轮输送机构、焊接机构和电气控制机构，升降机构安装在机架上方内侧，滚轮输送机构设置在升降机构上，焊接机构设置在滚轮输送机构的输送路线上，升降机构、滚轮输送机构和焊接机构均由电气控制机构控制。本发明自动焊接设备结构紧凑、排布合理，主要用于焊接锅炉内双面水冷壁，在焊机的输送机构设置为开槽滚轮，可以直接焊接管子垂直面的扁钢，无需由人工进行焊接焊接，自动化程度达到99％，同时缩短了焊接周期，提高了焊接质量，减少了管子的变形，降低了成本和工作难度，提升了产品的市场竞争力。

Description

一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备
技术领域
本发明属于焊接设备技术领域，具体是一种用于锅炉双面水冷壁焊接的自动焊接设备。
背景技术
水冷壁是锅炉的主要受热部分，它由数排钢管组成，分布于锅炉炉膛的四周，它的内部为流动的水或蒸汽，外界接受锅炉炉膛的火焰的热量，一般水冷壁是由多根管子焊接而成，传统的焊接设备为焊接管子水平面的扁钢将管子焊接成管排，无法进行管子垂直面扁钢的焊接，需要经过操作人员手工装配后再通过人工焊接，在焊接垂直面扁钢的时候，必须做大量的防变形工装，然后进行手工焊接，再进行火焰校正。
手工焊接存在如下缺点：由于水冷壁管较长焊接米数大，自然生产周期长；手工焊接时，管屏节距中心小，容易产生假焊和成形不好等缺陷；在焊接之前需要高技能的焊接人员做好焊接部位的防变形及绘制相应的焊接顺序，即使这样也有变形；焊接时，由于局部高温加热而造成管子上温度分布不均匀，最终导致在结构内部产生焊接应力与变形。
所以我们需要设计一种自动焊接设备，既可以将管子焊接成管排又可以将垂直面的扁钢一起焊接成型。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于锅炉双面水冷壁焊接的焊接设备，将输送机构设计成开槽滚轮，解决现有自动焊设备无法自动焊接水冷壁管垂直面扁钢的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，包括机架、升降机构、滚轮输送机构、焊接机构和电气控制机构，所述升降机构安装在所述机架上方内侧，所述滚轮输送机构设置在所述升降机构上，所述焊接机构设置在所述滚轮输送机构的输送路线上，所述升降机构、滚轮输送机构和焊接机构均由电气控制机构控制；
所述滚轮输送机构分为上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构，所述上组滚轮输送机构固定在所述升降机构上，所述下组滚轮输送机构固定在机架底部的平台上，所述上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构的上下位置在一条直线上，所述上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构分别设有四组滚轮输送机构，所述四组滚轮输送机构依次设置，且四组滚轮输送机构之间均设有间距，在第一组滚轮输送机构和第三组滚轮输送机构的后方设有圆钢升降调整机构；其中每组滚轮输送机构包括转动轴和开槽滚轮，每组滚轮输送机构设有若干根转轴，所述转动轴通过安装座安装，所述转动轴由电机带动转动，所述开槽滚轮设置在所述转动轴上，每根转动轴上均设有若干个开槽滚轮；
所述焊接机构包括包括焊机和焊枪，所述焊机安装在所述机架的上方，所述焊枪安装在所述机架上，所述焊枪与焊机连接。
进一步地，所述焊枪的数量为二十把，分为四组设置，第一组焊枪的数量为六把设置在所述上组滚轮输送机构的第一组滚轮输送机构与第二组滚轮输送机构之间；第二组焊枪的数量为六把设置在所述下组滚轮输送机构的第二组滚轮输送机构与第三组滚轮输送机构之间；第三组焊枪的数量为四把设置在所述上组滚轮输送机构的第三组滚轮输送机构与第四组滚轮输送机构之间；第四组焊枪的数量为四把设置在所述下组滚轮输送机构的第三组滚轮输送机构与第四组滚轮输送机构之间。
具体地，所述焊枪通过焊枪安装机构安装在所述机架上，所述焊枪安装机构包括焊接旋转安装架和安装架升降机构，所述安装架升降机构安装在所述机架上，所述焊接旋转安装架安装在所述安装架升降机构上，所述焊接旋转安装架上具有焊枪角度调整机构，所述焊枪安装在所述焊接旋转安装架上，所述焊枪的位置可任意调节。
进一步地，所述圆钢升降调整机构包括上部丝杆升降机构、直线T型块体、圆钢导向支撑块和下部丝杆升降机构，所述上部丝杆升降机构固定在所述升降机构上，所述下部丝杆升降机构固定在所述机架底部的平台上，所述直线T型块体的数量为2个，分别固定在所述上部丝杆升降机构和下部丝杆升降机构，所述圆钢导向支撑块设置在所述直线T型块体上，所述圆钢导向支撑块上设有锁紧螺丝，每个直线T型块体上设有若干个圆钢导向支撑块；
具体地，所述上部丝杆升降机构的直线T型块体上的圆钢导向支撑块与所述下部丝杆升降机构的直线T型块体上的圆钢导向支撑块相对设置。
进一步地，所述上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构上每组滚轮输送机构上的转动轴均相等，且每根转动轴上开槽滚轮的数量也相等，所述上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构上开槽滚轮的位置在同一竖线上。
具体地，所述上组滚轮输送机构的四组滚轮输送机构上每个开槽滚轮在同一水平线上。
具体地，所述下组滚轮输送机构的四组滚轮输送机构上每个开槽滚轮在同一水平线上。
优选地，所述开槽滚轮的圆周面为半圆形，所述半圆形的底部设有U形槽。
本发明的有益效果是：本发明自动焊接设备结构紧凑、排布合理，主要用于焊接锅炉内双面水冷壁，在焊机的输送机构设置为开槽滚轮，可以直接焊接管子垂直面的扁钢，无需由人工进行焊接焊接，自动化程度达到99％，同时缩短了焊接周期，将原先3个半月的生产周期缩短为20天，而且通过本自动焊接设备焊接后的水冷壁管外形更平整、美观，提高了焊接质量，减少了管子的变形，降低了成本和工作难度，提升了产品的市场竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明自动焊接设备的结构示意图；
图2是本发明自动焊接设备滚轮输送机构的局部示意图；
图3是本发明自动焊接设备圆钢升降调整机构的局部示意图；
图4是本发明自动焊接设备焊枪安装的结构示意图；
图5是本发明自动焊接设备焊枪位置示意图。
图中：1-机架，2-升降机构，3-滚轮输送机构，4-焊接机构，5-电气控制机构，6-管子，7-扁钢，8-圆钢，31-上组滚轮输送机构，32-下组滚轮输送机构，33-转动轴，34-开槽滚轮，35-上部丝杆升降机构，36-直线T型块体，37-圆钢导向支撑块，38-下部丝杆升降机构，39-锁紧螺丝，41-焊机，42-焊枪，43-焊接旋转安装架，44-安装架升降机构，45-焊枪角度调整机构。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，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。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的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。
在本发明的具体实施例中，如图1-5所示，本发明具体公开了一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，包括机架1、升降机构2、滚轮输送机构3、焊接机构4和电气控制机构5，所述升降机构2安装在所述机架1上方内侧，所述滚轮输送机构3设置在所述升降机构2上，所述焊接机构4设置在所述滚轮输送机构3的输送路线上，所述升降机构2、滚轮输送机构3和焊接机构4均由电气控制机构5控制；
所述滚轮输送机构3分为上组滚轮输送机构31和下组滚轮输送机构32，所述上组滚轮输送机构31固定在所述升降机构2上，所述下组滚轮输送机构32固定在机架1下方的平台上，所述上组滚轮输送机构31和下组滚轮输送机构32的上下位置在一条直线上，所述上组滚轮输送机构31和下组滚轮输送机构32分别设有四组滚轮输送机构，所述四组滚轮输送机构依次设置，且四组滚轮输送机构之间均设有间距，在第一组滚轮输送机构和第三组滚轮输送机构的后方设有圆钢升降调整机构；其中每组滚轮输送机构包括转动轴33和开槽滚轮34，所述开槽滚轮34的圆周面为半圆形，所述半圆形的底部设有U形槽，所述转动轴通过安装座安装在升降机构2上，所述转动轴33由电机带动转动，所述开槽滚轮34设置在所述转动轴33上，每根转动轴33上均设有若干个开槽滚轮34；
所述上组滚轮输送机构31和下组滚轮输送机构32上每组滚轮输送机构上的转动轴33均相等，且每根转动轴33上开槽滚轮34的数量也相等，所述上组滚轮输送机构31和下组滚轮输送机构32上开槽滚轮34的位置在同一竖线上。所述上组滚轮输送机构31的四组滚轮输送机构上每个开槽滚轮34在同一水平线上；所述下组滚轮输送机构32的四组滚轮输送机构上每个开槽滚轮34在同一水平线上。
所述圆钢升降调整机构包括上部丝杆升降机构35、直线T型块体36、圆钢导向支撑块37和下部丝杆升降机构38，所述上部丝杆升降机构35固定在所述升降机构2上，所述下部丝杆升降机构38固定在所述机架1底部的平台上，所述直线T型块体36的数量为2个，分别固定在所述上部丝杆升降机构35和下部丝杆升降机构38，所述圆钢导向支撑块37设置在所述直线T型块体36上，所述圆钢导向支撑块37上设有锁紧螺丝39用于锁紧圆钢导向支撑块；每个直线T型块体36上设有若干个圆钢导向支撑块37；所述上部丝杆升降机构35的直线T型块体36上的圆钢导向支撑块37与所述下部丝杆升降机构38的直线T型块体36上的圆钢导向支撑块37相对设置，相对设置的圆钢导向支撑块37对水平面上圆钢的中心位置进行调整，所述上部丝杆升降机构35和下部丝杆升降机构38通过涡轮齿组合实现升降。
所述焊接机构4包括包括焊机41和焊枪42，所述焊机41安装在所述机架1的上方，所述焊枪42与焊机41连接，所述焊枪42通过焊枪安装机构安装在所述机架1上，所述焊枪安装机构包括焊接旋转安装架43和安装架升降机构44，所述安装架升降机构44安装在所述机架1上，所述焊接旋转安装架43安装在所述安装架升降机构44上，所述焊接旋转安装架43上具有焊枪角度调整机构45，所述焊枪42安装在所述焊接旋转安装架43上，所述焊枪42的位置可任意调节。
所述焊枪42的数量为二十把，分为四组设置，第一组焊枪的数量为六把设置在所述上组滚轮输送机构31的第一组滚轮输送机构与第二组滚轮输送机构之间；第二组焊枪的数量为六把设置在所述下组滚轮输送机构32的第二组滚轮输送机构与第三组滚轮输送机构之间；第三组焊枪的数量为四把设置在所述上组滚轮输送机构31的第三组滚轮输送机构与第四组滚轮输送机构之间；第四组焊枪的数量为四把设置在所述下组滚轮输送机构32的第三组滚轮输送机构与第四组滚轮输送机构之间，在本发明中优选风冷型二保焊焊枪。
在本发明中优选三根管子6一起焊接组成管排，上下料时，上组滚轮输送机构31通过升降机构进行升降，所述管子6设置在上组滚轮输送机构31和下组滚轮输送机构32之间，每根转动轴33上至少设有3个开槽滚轮34，上组滚轮输送机构的开槽滚轮抱住管子6的上半圆，下组滚轮输送机构的开槽滚轮34抱住管子6的下半圆，管子6垂直面的扁钢7分别固定在上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构的开槽滚轮34的U形槽内，水平面的圆钢8设置在相邻的开槽滚轮34之间，转动轴33带动开槽滚轮34进行转动，从而推动管子6向前移动，在管子6移动的过程中，第一组焊枪进行管子6垂直面上方的扁钢7的焊接，第二组焊枪进行管子6垂直面下方的扁钢7的焊接，第三组焊枪用于进行圆钢8与管子6上方连接处的焊接，第四组焊枪用于进行圆钢8与管子6下方连接处的焊接，因为管子6的长度较长所以上组滚轮输送机构31和下组滚轮输送机构32分别设有四组滚轮输送机构用于辅助输送管子，为保证管子平稳输送，每组滚轮输送机构上可设置若干根转动轴。
本发明的有益效果是：本发明自动焊接设备结构紧凑、排布合理，主要用于焊接锅炉内双面水冷壁，在焊机的输送机构设置为开槽滚轮，可以直接焊接管子垂直面的扁钢，无需由人工进行焊接焊接，自动化程度达到99％，同时缩短了焊接周期，将原先3个半月的生产周期缩短为20天，而且通过本自动焊接设备焊接后的水冷壁管外形更平整、美观，提高了焊接质量，减少了管子的变形，降低了成本和工作难度，提升了产品的市场竞争力。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，其特征在于，包括机架、升降机构、滚轮输送机构、焊接机构和电气控制机构，所述升降机构安装在所述机架上方内侧，所述滚轮输送机构设置在所述升降机构上，所述焊接机构设置在所述滚轮输送机构的输送路线上，所述升降机构、滚轮输送机构和焊接机构均由电气控制机构控制；
所述滚轮输送机构分为上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构，所述上组滚轮输送机构固定在所述升降机构上，所述下组滚轮输送机构固定在机架底部的平台上，所述上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构的上下位置在一条直线上，所述上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构分别设有四组滚轮输送机构，所述四组滚轮输送机构依次设置，且四组滚轮输送机构之间均设有间距，在第一组滚轮输送机构和第三组滚轮输送机构的后方设有圆钢升降调整机构；其中每组滚轮输送机构包括转动轴和开槽滚轮，每组滚轮输送机构设有若干根转轴，所述转动轴通过安装座安装，所述转动轴由电机带动转动，所述开槽滚轮设置在所述转动轴上，每根转动轴上均设有若干个开槽滚轮；
所述圆钢升降调整机构包括上部丝杆升降机构、直线T型块体、圆钢导向支撑块和下部丝杆升降机构，所述上部丝杆升降机构固定在所述升降机构上，所述下部丝杆升降机构固定在所述机架底部的平台上，所述直线T型块体的数量为2个，分别固定在所述上部丝杆升降机构和下部丝杆升降机构，所述圆钢导向支撑块设置在所述直线T型块体上，所述圆钢导向支撑块上设有锁紧螺丝，每个直线T型块体上设有若干个圆钢导向支撑块；所述上部丝杆升降机构的直线T型块体上的圆钢导向支撑块与所述下部丝杆升降机构的直线T型块体上的圆钢导向支撑块相对设置；
所述焊接机构包括焊机和焊枪，所述焊机安装在所述机架的上方，所述焊枪安装在所述机架上，所述焊枪与焊机连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，其特征在于，所述焊枪的数量为二十把，分为四组设置，第一组焊枪的数量为六把设置在所述上组滚轮输送机构的第一组滚轮输送机构与第二组滚轮输送机构之间；第二组焊枪的数量为六把设置在所述下组滚轮输送机构的第二组滚轮输送机构与第三组滚轮输送机构之间；第三组焊枪的数量为四把设置在所述上组滚轮输送机构的第三组滚轮输送机构与第四组滚轮输送机构之间；第四组焊枪的数量为四把设置在所述下组滚轮输送机构的第三组滚轮输送机构与第四组滚轮输送机构之间。
3.根据权利要求2所述的一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，所述焊枪通过焊枪安装机构安装在所述机架上，所述焊枪安装机构包括焊接旋转安装架和安装架升降机构，所述安装架升降机构安装在所述机架上，所述焊接旋转安装架安装在所述安装架升降机构上，所述焊接旋转安装架上具有焊枪角度调整机构，所述焊枪安装在所述焊接旋转安装架上，所述焊枪的位置可任意调节。
4.根据权利要求1所述的一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，其特征在于，所述上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构上每组滚轮输送机构上的转动轴均相等，且每根转动轴上开槽滚轮的数量也相等，所述上组滚轮输送机构和下组滚轮输送机构上开槽滚轮的位置在同一竖线上。
5.根据权利要求4所述的一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，其特征在于，所述上组滚轮输送机构的四组滚轮输送机构上每个开槽滚轮在同一水平线上。
6.根据权利要求4所述的一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，其特征在于，所述下组滚轮输送机构的四组滚轮输送机构上每个开槽滚轮在同一水平线上。
7.根据权利要求6所述的一种用于双面水冷壁焊接的自动焊接设备，其特征在于，所述开槽滚轮的圆周面为半圆形，所述半圆形的底部设有U形槽。
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