CN108381105A - 一种法兰焊接工装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种法兰焊接工装装置，包括四角杆以及套接在四角杆上的支撑旋转机构，支撑旋转机构包括转筒，转筒上同轴套接有套环，转筒外侧壁固定有多个悬臂，悬臂上滑动连接有撑杆，撑杆一端通过铰杆连接套环，另一端固定有滚轮组件，其中一个撑杆上固定有控制器以及用来提供驱动力的电机，任意两个所述撑杆上分别设置有焊枪架，控制器的控制输出端口通过导线电性连接电机以及焊枪架上的焊枪。该种法兰焊接工装装置，实现快速定心，省时省力，提高法兰焊接质量，便于对法兰进行内外焊接一次完成，提高工作效率，减轻劳动强度，结构合理，能够实现快速安装调节适应不同规格，操作简单便捷。

Description

一种法兰焊接工装装置

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体为一种法兰焊接工装装置。

背景技术

目前法兰焊接一般都是手持枪焊或机器人进行圆周焊接，人工焊接焊缝不均匀，不美观，无法进行准确定心，质量无保障，而且劳动强度大，机器人进行焊接，对空间环境要求，以及场地要求较高，焊接成本高，鉴于此，我们提出一种法兰焊接工装装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种法兰焊接工装装置，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种法兰焊接工装装置，包括四角杆以及套接在四角杆上的支撑旋转机构，支撑旋转机构包括转筒，转筒上同轴套接有套环，转筒外侧壁固定有多个悬臂，悬臂上滑动连接有撑杆，撑杆一端通过铰杆连接套环，另一端固定有滚轮组件，其中一个撑杆上固定有控制器以及用来提供驱动力的电机，任意两个所述撑杆上分别设置有焊枪架，控制器的控制输出端口通过导线电性连接电机以及焊枪架上的焊枪。

优选的，四角杆的上端同轴固定有螺纹杆，下端铰接有多个连杆机构，连杆机构不少于四组，且沿圆周走向呈伞形等间隔分布，连杆机构包括铰接在四角杆端部的主连杆以及滑动套接在四角杆上的滑套，滑套外侧铰接有副连杆，且副连杆的端部铰接主连杆的中部，滑套与四角杆的下端之间设置有弹簧一，主连杆指向外圆的一端铰接有弧形压板。

优选的，螺纹杆上设置有压紧机构，压紧机构包括螺纹连接在螺纹杆上的螺纹套管，螺纹套管外侧通过轴承连接有环形压板，且环形压板通过多个压杆固定连接转筒。

优选的，转筒内侧壁螺纹连接有套筒，套筒中心开设有四角通孔，并通过四角通孔滑动套接在四角杆上，套筒的下端外缘处一体化固定有环形的外延凸起，且环形的外延凸起的上表面固定有摩擦垫。

优选的，转筒外侧壁上下位置固定有两个外延环板，套环内侧壁开设有环槽，并通过环槽滑动连接在两个外延环板上，套环相对转筒定轴转动。

优选的，套环和转筒之间设置有锁死装置，锁死装置包括两个外延环板之间设置的齿槽，还包括开设在套环内侧壁上并垂直于套环中轴线的阶梯通孔，阶梯通孔内部滑动连接有销杆，销杆与阶梯通孔之间设置有弹簧二，销杆指向套环圆心的一端固定有与齿槽对应的齿牙，销杆的另一端外露至套环的外侧面。

优选的，悬臂不少于四组并且沿转筒的外缘走向等间隔分布，且悬臂与撑杆之间通过燕尾型槽滑动连接。

优选的，滚轮组件包括分别通过轴承和轴承座连接在撑杆指向外圆的端部的内滚轮和外滚轮，内滚轮的中轴线与转筒的中轴线互相平行，外滚轮的中轴线与转筒的中轴线互相垂直。

优选的，电机的输出轴通过减速装置与对应撑杆上的外滚轮中心轴连接，电机采用步进电机。

优选的，焊枪架通过支架固定在撑杆上，且控制器固定在对应的支架上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明中，利用四角杆上的连杆结构，便于对法兰进行定心，并且针对多种规格的法兰均能起到定心支撑作用；

2.本发明中，控制器控制电机带动转筒绕四角杆做圆周运动，实现自动旋转圆周焊接，旋转一周自动停止，省时省力，而且均匀度好，提高法兰焊接质量；

3.本发明中，在撑杆上设置两个焊枪架，便于对法兰进行内外焊接一次完成，提高工作效率，减轻劳动强度，并且可以实现正反转焊接避免线缆缠绕；

4.本发明中，该种工装装置结构合理，能够实现快速安装调节适应不同规格，操作简单便捷，实用性强。

附图说明

图1为本发明整体截面结构示意图；

图2为图1中A-A截面结构示意图；

图3为图1中B-B截面结构示意图；

图4为图1中C处放大结构示意图；

图5为图1中D处放大结构示意图；

图6为本发明四角杆结构示意图。

图中：1-四角杆；2-螺纹杆；3-滑套；4-弹簧一；5-副连杆；6-主连杆；7-弧形压板；8-套筒；9-摩擦垫；10-转筒；101-外延环板；102-齿槽；11-套环；111-阶梯通孔；112-销杆；113-弹簧二；114-齿牙；12-悬臂；13-撑杆；14-外滚轮；15-内滚轮；16-铰杆；17-电机；18-支架；19-焊枪架；20-螺纹套管；21-环形压板；22-压杆；23-控制器。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：

一种法兰焊接工装装置，包括四角杆1以及套接在四角杆1上的支撑旋转机构，支撑旋转机构包括转筒10，转筒10上同轴套接有套环11，转筒10外侧壁固定有多个悬臂12，悬臂12上滑动连接有撑杆13，撑杆13一端通过铰杆16连接套环11，另一端固定有滚轮组件，其中一个撑杆13上固定有控制器23以及用来提供驱动力的电机17，任意两个所述撑杆13上分别设置有焊枪架19，控制器23的控制输出端口通过导线电性连接电机17以及焊枪架19上的焊枪。

该种法兰焊接工装装置在使用过程中，步骤如下：

步骤一：拉动滑套3使得弹簧一4伸长，滑套3移动过程中，通过副连杆5拉动主连杆6绕主连杆6与四角杆1的连接处做靠近四角杆1的旋转运动，实现主连杆6的收拢聚合，然后将主连杆6插入法兰焊接的管件中，并松开滑套3，此时弹簧一4不受外力作用，进行收缩变短，弹簧一4变短的过程中拉动滑套3反向移动，滑套3反向移动通过副连杆5推动主连杆6绕主连杆6与四角杆1的连接处做远离四角杆1的旋转运动，实现主连杆6扩展撑开，并将弧形压板7抵扣在管道内壁，进行初步固定及定心；

步骤二：正向或反向转动螺纹套管20使得螺纹套管20沿螺纹杆2移动，从而带动转筒10沿螺纹杆2移动，从而实现对外滚轮14与法兰环面的接触调节；

步骤三：向外拉动销杆112，使得齿牙114与齿槽102脱离，解除套环11与转筒之间的锁死状态，拉动销杆112的同时弹簧二113受力压缩，然后正向或反向转动套环11，使得套环11通过铰杆16推动撑杆13沿悬臂12上的滑槽向外移动，直至内滚轮15与管道内壁接触，内滚轮15、撑杆13和悬臂12起到辅助定心作用，在转筒10转动时起到保持焊枪与焊缝间距均匀，提高焊接质量的作用，另一方面在四角杆1横置状态时起到支撑作用，然后松开销杆112，在弹簧二113的作用下齿牙114与齿槽102对应扣合，实现将套环11与转筒10进行锁死不发生相对转动；

步骤四：按照步骤二再次转动螺纹套管20进一步调节外滚轮14与法兰环面的接触紧压力度，在调节外滚轮14与法兰环面接触紧压力度的同时，由于四角杆1下端部做靠近滑套3的相对运动，从而使得弹簧一4进一步压缩，滑套3通过副连杆5推动主连杆6外扩，主连杆6进一步对弧形压板7施加压力使得整个装置更加稳定的固定在管壁上；

步骤五：将两个焊枪分别固定在相应的两个焊枪架19上并调整好两个焊枪在法兰内外焊缝处的焊接角度和距离，通过控制器23同时控制启动电机17和焊枪，电机17带动外滚轮14转动，从而使得外滚轮14在法兰环面上做圆周轨迹的行走，进而带动焊枪对法兰内外进行自动圆周焊接；

步骤六：电机17带动外滚轮14滚动的同时，通过撑杆13和悬臂12带动转筒10绕四角杆1做定轴转动，转筒10定轴转动的同时由于四角杆1对套筒8的约束作用，转筒10通过螺纹对套筒8施加扭矩使得套筒8沿四角杆1做直线移动，设定转筒10转动一周时，控制器23控制电机17和焊枪同步停止工作，并且摩擦垫9正好抵扣接触转筒10的底面，对转筒10起到限位作用，这样避免在四角杆1横置工作状态时，由于对称面两侧重力不均导致焊枪自由转动，烫伤工作人员造成意外；

步骤七：焊接完成后通过控制器23控制焊枪关闭，并启动电机17反转使得转筒10反向旋转一周，一方面使得套筒8复位，另一方面避免线缆缠绕，然后反向转动螺纹套筒20使得转筒10沿四角杆1直线移动，外滚轮14与法兰环面脱离，也可根据焊接情况，通过控制器23控制电机17和焊枪进行反向旋转焊接；

步骤八：向外拉动销杆112，使得齿牙114与齿槽102脱离，解除套环11与转筒之间的锁死状态，拉动销杆112的同时弹簧二113受力压缩，然后转动套环11，使得套环11通过铰杆16拉动撑杆13沿悬臂12上的滑槽向内移动，直至复位至初始状态，然后松开销杆112，在弹簧二113的作用下齿牙114与齿槽102对应扣合，实现将套环11与转筒10进行锁死不发生相对转动；

步骤九：拉动滑套3使得弹簧一4伸长，滑套3移动过程中，通过副连杆5拉动主连杆6绕主连杆6与四角杆1的连接处做靠近四角杆1的旋转运动，实现主连杆6的收拢聚合，解除弧形压板7对管道内壁的挤压力，取出整个工装装置即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种法兰焊接工装装置，其特征在于：包括四角杆（1）以及套接在四角杆（1）上的支撑旋转机构，所述支撑旋转机构包括转筒（10），所述转筒（10）上同轴套接有套环（11），所述转筒（10）外侧壁固定有多个悬臂（12），所述悬臂（12）上滑动连接有撑杆（13），所述撑杆（13）一端通过铰杆（16）连接套环（11），另一端固定有滚轮组件，其中一个撑杆（13）上固定有控制器（23）以及用来提供驱动力的电机（17），任意两个所述撑杆（13）上分别设置有焊枪架（19），控制器（23）的控制输出端口通过导线电性连接电机（17）以及焊枪架（19）上的焊枪。

2.根据权利要求1所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述四角杆（1）的上端同轴固定有螺纹杆（2），下端铰接有多个连杆机构，所述连杆机构不少于四组，且沿圆周走向呈伞形等间隔分布，所述连杆机构包括铰接在四角杆（1）端部的主连杆（6）以及滑动套接在四角杆（1）上的滑套（3），所述滑套（3）外侧铰接有副连杆（5），且副连杆（5）的端部铰接主连杆（6）的中部，所述滑套（3）与四角杆（1）的下端之间设置有弹簧一（4），所述主连杆（6）指向外圆的一端铰接有弧形压板（7）。

3.根据权利要求2所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述螺纹杆（2）上设置有压紧机构，所述压紧机构包括螺纹连接在螺纹杆（2）上的螺纹套管（20），所述螺纹套管（20）外侧通过轴承连接有环形压板（21），且环形压板（21）通过多个压杆（22）固定连接转筒（10）。

4.根据权利要求1所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述转筒（10）内侧壁螺纹连接有套筒（8），所述套筒（8）中心开设有四角通孔，并通过四角通孔滑动套接在四角杆（1）上，所述套筒（8）的下端外缘处一体化固定有环形的外延凸起，且环形的外延凸起的上表面固定有摩擦垫（9）。

5.根据权利要求1所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述转筒（10）外侧壁上下位置固定有两个外延环板（101），所述套环（11）内侧壁开设有环槽，并通过环槽滑动连接在两个外延环板（101）上，套环（11）相对转筒（10）定轴转动。

6.根据权利要求5所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述套环（11）和转筒（10）之间设置有锁死装置，所述锁死装置包括两个外延环板（101）之间设置的齿槽（102），还包括开设在套环（11）内侧壁上并垂直于套环（11）中轴线的阶梯通孔（111），所述阶梯通孔（111）内部滑动连接有销杆（112），所述销杆（112）与阶梯通孔（111）之间设置有弹簧二（113），所述销杆（112）指向套环（11）圆心的一端固定有与齿槽（102）对应的齿牙（114），销杆（112）的另一端外露至套环（11）的外侧面。

7.根据权利要求1所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述悬臂（12）不少于四组并且沿转筒（10）的外缘走向等间隔分布，且悬臂（12）与撑杆（13）之间通过燕尾型槽滑动连接。

8.根据权利要求7所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述滚轮组件包括分别通过轴承和轴承座连接在撑杆（13）指向外圆的端部的内滚轮（15）和外滚轮（14），所述内滚轮（15）的中轴线与转筒（10）的中轴线互相平行，所述外滚轮（14）的中轴线与转筒（10）的中轴线互相垂直。

9.根据权利要求8所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述电机（17）的输出轴通过减速装置与对应撑杆（13）上的外滚轮（14）中心轴连接。

10.根据权利要求1所述的一种法兰焊接工装装置，其特征在于：所述焊枪架（19）通过支架（18）固定在撑杆（13）上，且控制器（23）固定在对应的支架（18）上。