CN109048178A - 一种环焊缝的自动焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环焊缝的自动焊接工装，包括机架部件、被焊接件和焊接部件，机架部件包括基础平台、支撑装置和驱动部件；本装置采用支撑装置与驱动部件配合的方式，采用支撑装置对被焊接件进行支撑定位，驱动部件对被焊接件进行驱动和轴向定位，避免表面摩擦力驱动导致被焊接件的打滑，保证被焊接件驱动的可靠性和轴向位置的精度，提高了环形焊缝沿圆周方向和轴向方向焊接质量的稳定性。

Description

一种环焊缝的自动焊接工装

技术领域

本发明涉及焊接工装技术领域，尤其涉及一种环焊缝的自动焊接工装。

背景技术

随着我国工业现代化步伐的加快，焊接技术与焊接水平得到了高速发展和迅猛提高。焊接已深入到工业生产的各行各业和各个环节，在电力能源等机械设计制造部门，焊接有着重要而广泛的应用。焊接工艺装备的水平已成为衡量一个国家工业水平的标准，焊接装备正朝着机械化、标准化方向发展，并不断的加以完善，对于大中型环形焊缝的焊接，由于工件的尺寸比较大，不容易装夹等问题，常常采用人工焊接的方式进行，但由于管道直径大，采用手工焊角度控制困难，焊脚大小不均匀，焊缝质量难以得到保障，并且工效低，生产成本高，人们尝试采用焊接设备达到保证和稳定焊接质量、改善焊工劳动条件、提高生产率、促进文明生产的目的，例如专利“CN206795154U”公开了一种对管道止推环进行双面焊的辅助工装，包括焊接平台和与焊接平台配套使用的至少一对滚轮支架；所述焊接平台包括可沿地面轨道行走的支撑框架、设置在支撑框架上部的工作平台、对称安装在工作平台上的两把可调整枪头角度的气体保护焊枪，两把气体保护焊枪的枪头以相同的倾角倾斜相对；所述滚轮支架安装于地面，用于支撑并带动被焊接管道旋转，该装置对大型工件的焊接比较方便，但是对于中型焊接件由于焊接件的重量不太重，依靠滚轮与焊接件表面之间的摩擦力驱动会导致焊接件打滑，导致焊缝的焊接时间不同，焊缝质量不稳定，并且工件在焊接旋转过程中容易发生轴向移动，导致焊缝偏移，影响焊接质量，焊接效率较差，严重影响生产效率。

发明内容

为克服现有技术中存在的以下问题，现有焊接装置对大型工件的焊接比较方便，但是对于中型焊接件会导致焊缝的焊接时间不同，焊缝质量不稳定，并且工件在焊接旋转过程中容易发生轴向移动，导致焊缝偏移，影响焊接质量。本发明提供了一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：包括机架部件、被焊接件和焊接部件，所述焊接部件位于机架部件的上方，所述被焊接件位于机架部件和焊接部件之间，所述机架部件包括基础平台、支撑装置和驱动部件，所述支撑装置、驱动部件位于基础平台的上方，与基础平台固定连接，所述驱动部件位于基础平台的一端，与被焊接件的端面固定连接，所述支撑装置位于被焊接件的下部，所述驱动部件包括支架、减速装置、定位装置和顶紧装置，所述减速装置位于支架的上方，与支架固定连接，所述定位装置位于减速装置的一端，与减速装置固定连接，所述顶紧装置位于基础平台的上方，与基础平台固定连接。

在此基础上，所述定位装置与顶紧装置相对布置，分别与被焊接件左右两个端面接触，用于对被焊接件轴向方向进行定位。

在此基础上，所述支撑装置包括支撑件，所述支撑件的数量为两个，平行设置，分别位于被焊接件下方的左右两端。

在此基础上，所述支撑件包括支撑滚轮和支撑座，所述支撑滚轮数量为两个，位于支撑座的上端，与支撑座固定连接，关于支撑座的中心左右对称。

在此基础上，所述支撑滚轮相对支撑座左右移动，用于调节两个支撑滚轮之间的距离。

在此基础上，所述支撑座包括底座和丝杆，所述底座与丝杆转动连接，所述底座与基础平台固定连接，所述丝杆与支撑滚轮固定连接。

在此基础上，所述丝杆包括螺杆一和螺杆二，所述螺杆一与螺杆二分别位于丝杆的左右两端，所述螺杆一与螺杆二外表面螺纹的旋向相反，从而使支撑滚轮同时向反方向移动。

在此基础上，所述机架部件还包括检验装置，所述检验装置与基础平台固定连接，所述检验装置与被焊接件圆弧形外表面接触，用于检验被焊接件安装的水平度。

在此基础上，所述机架部件还包括焊渣回收装置，所述焊渣回收装置位于被焊接件下方，两个支撑件之间，与基础平台固定连接。

在此基础上，所述焊接部件包括焊接机架和焊接装置，所述焊接装置位于焊接机架上端的中部，所述焊接机架为门字形结构，包括立柱和焊接平台，所述立柱位于机架部件的两侧，从而使焊接部件横跨在机架部件的上方。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本装置采用支撑装置与驱动部件配合的方式，支撑装置对被焊接件进行支撑定位，驱动部件对被焊接件进行驱动和轴向定位，避免表面摩擦力驱动导致被焊接件的打滑，保证被焊接件驱动的可靠性，从而保证了环形焊缝沿圆周方向焊接质量的稳定性。

2、本驱动部件采用定位装置与顶紧装置配合的方式对被焊接件进行轴向定位，保证被焊接件的位置精度，避免被焊接件在焊接旋转的过程中发生轴向移动，导致焊接位置的偏移，保证了焊缝位置的稳定性，保证了焊接质量。

3、本装置采用可调节距离的支撑滚轮设置，通过支撑滚轮之间距离调节以适应不同直径的被焊接件的支撑需求，提高了焊接装置的适应性。

4、本装置采用检测装置与被焊接件圆弧形表面接触检测被焊接件的跳动，以保证被焊接件与定位装置安装的同轴度，保证焊接装置与被焊接件之间距离沿圆周方向的均匀性，从而保证环形焊缝沿圆周方向的焊角均匀性，保证焊接质量的稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例的主视结构示意图；

图2是本发明实施例的侧视结构示意图；

图3是本发明实施例的支撑件结构示意图；

图4是本发明实施例的定位装置结构示意图；

图中：1、机架部件，11、基础平台，12、支撑装置，121、支撑件，1211、支撑滚轮，1212、支撑座，12121、底座，12122、丝杆，121221、螺杆一，121222、螺杆二，13、驱动部件，131、支架，132、减速装置，133、定位装置，1331、卡爪，1332、驱动件，134、顶紧装置，1341、顶紧轮，1342、调节装置，14、检验装置，141、检测滚轮，142、检测显示，15、焊渣回收装置，2、被焊接件，3、焊接部件，31、焊接机架，311、立柱，312、焊接平台，32、焊接装置。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图4所示，本发明示意性的示出了一种环焊缝的自动焊接工装。

本发明披露一种环焊缝的自动焊接工装，包括机架部件1、被焊接件2和焊接部件3，焊接部件3位于机架部件1的上方，被焊接件2位于机架部件1和焊接部件3之间，机架部件1对被焊接件2进行支撑定位和旋转驱动，焊接部件3对被焊接件2进行焊接，从而实现对被焊接件2的自动焊接，减低操作工人的劳动强度；被焊接件2为中心具有定位孔的焊接件，定位孔用于被焊接件2的固定和驱动，被焊接件2的左右两端均为环形结构，环形结构的外表面与机架部件1配合，实现对被焊接件2的支撑，被焊接件2在焊接前采用工装和点焊对焊接位置进行定位保证焊接位置精度，焊接部件3固定，被焊接件2在机架部件1的作用下固定和旋转，从而保证被焊接件2的环焊缝沿圆周方向焊接质量的稳定；机架部件1包括基础平台11、支撑装置12和驱动部件13，支撑装置12、驱动部件13位于基础平台11的上方，与基础平台11固定连接，支撑装置12位于被焊接件2的下方，与被焊接件2的下表面接触，用于对被焊接件2进行支撑，驱动部件13位于基础平台11的一端，与被焊接件2的端面固定连接，用于对被焊接件2进行驱动，支撑装置12与驱动部件13配合的方式，避免被焊接件2采用表面摩擦力驱动导致的打滑，保证被焊接件2的焊接时间，从而保证焊缝质量的稳定，基础平台11为平板式平台结构，为各部件的安装基准，用于保证各部件之间相互的安装位置，基础平台11的下表面与地基固定连接，保证整个部件的稳定性，基础平台11的上表面的右端用于安置支撑装置12，支撑装置12包括支撑件121，支撑件121的数量为两个，分别位于被焊接件2下部的左右两端，两个支撑件121平行设置，支撑件121的上表面与被焊接件2的下表面接触，用于保证被焊接件2的左右两端的水平，避免悬臂式支撑导致被焊接件2旋转时发生摆动，影响被焊接件2沿圆周方向焊接焊缝的均匀性；支撑件121包括支撑滚轮1211和支撑座1212，支撑滚轮1211数量为两个，位于支撑座1212的上端，关于支撑座1212的中心左右对称，支撑滚轮1211与被焊接件2的下表面滚动连接，支撑座1212与基础平台11固定连接，从而在驱动部件13驱动旋转的情况下对被焊接件2可靠支撑，支撑滚轮1211与支撑座1212固定连接，支撑滚轮1211可以相对支撑座1212左右移动，从而使两个支撑滚轮1211之间的间距可以调节，以适应不同直径的被焊接件2的支撑需求，保证了支撑装置12的支撑便利性，提高了焊接装置的适应性；支撑滚轮1211包括安装架、滚轮和连接板，滚轮位于安装架的内部，与安装架转动连接，连接板位于安装架的下部与安装架固定连接，连接板与支撑座1212固定连接，安装架为U字形结构，滚轮位于U字形内部，并且通过轴承与安装架连接，连接板为T字形结构，T字形的上端与安装架的下表面固定连接，T字形的下端与支撑座1212固定连接，从而将支撑滚轮1211固定安装在支撑座1212上，保证了连接的可靠性；支撑座1212包括底座12121和丝杆12122，底座12121和丝杆12122转动连接，底座12121与基础平台11固定连接，丝杆12122与支撑滚轮1211固定连接，从而将支撑座1212固定安装在基础平台11上，底座12121为U型结构，U型的两端与丝杆12122通过轴承连接，U型的底部与基础平台11通过螺栓固定连接；丝杆12122包括杆体和丝杆螺母，杆体与丝杆螺母螺纹连接，杆体转动驱动螺母直线运动，杆体与底座12121转动连接，丝杆螺母与支撑滚轮1211的连接板固定连接，从而使支撑座1212驱动支撑滚轮1211前后移动，实现对两个支撑滚轮1211之间距离的调整；杆体包括螺杆一121221和螺杆二121222，螺杆一121221和螺杆二121222关于丝杆12122的中心对称，螺杆一121221和螺杆二121222分别与两个支撑滚轮1211连接，螺杆一121221和螺杆二121222的外表面螺纹的旋向相反，从而使丝杆12122旋转时两个支撑滚轮1211相反移动，实现两个支撑滚轮1211之间间距的调整，以适应不同直径的被焊接件2的支撑需求，保证了支撑装置12的支撑便利性；基础平台11的另一端安装有驱动部件13，用于对被焊接件2进行驱动，驱动部件13包括支架131、减速装置132、定位装置133和顶紧装置134，支架131、顶紧装置134位于基础平台11的上方，与基础平台11固定连接，减速装置132位于支架131的上方，与支架131固定连接，定位装置133位于减速装置132的一端，与减速装置132固定连接，定位装置133和顶紧装置134相对布置，分别与被焊接件2的左右两端的端面接触，用于对被焊接件2轴向方向进行定位；支架131为框架式结构，用于安装减速装置132，使减速装置132的输出部分与被焊接件2的轴线平行，保证驱动的可靠性，减速装置132包括电机、传动部件、减速机和输出轴,电机、传动部件、减速机与支架131固定连接，输出轴与减速机固定连接，电机、传动部件、减速机、输出轴依次固定连接，将动力由电机传递给输出轴，输出轴与定位装置133固定连接，从而将动力传递给定位装置133，定位装置133为中心定位的卡盘式结构，定位装置133的左端为轴套式结构，套设在输出轴的外表面，通过键槽与输出轴固定连接，定位装置133的右边为定位内胀式卡爪结构，利用卡爪的外表面实现对被焊接件2的径向夹紧固定和轴向的定位，定位装置133包括卡爪1331和驱动件1332，驱动件1332与卡爪1331转动连接，驱动件1332驱动卡爪1331运动，实现对被焊接件2的固定和松开，卡爪1331为三个，沿定位装置133右端的中心向边缘的射线方向布置，卡爪1331可以沿射线前后移动，使三个卡爪1331外径形成的外圆直径扩大或者缩小，实现对被焊接件2的径向夹紧和松开，并且适应被焊接件2不同定位孔尺寸的需求，卡爪1331的外圆表面为阶梯形，阶梯的侧面实现对被焊接件2轴向的定位，与顶紧装置134配合实现对被焊接件2轴向方向的固定，保证被焊接件2焊接过程中在减速装置132驱动下不会发生轴向方向的偏移，保证了焊接位置的稳定性，避免焊缝的偏移；顶紧装置134位于基础平台11的上方，与基础平台11固定连接，顶紧装置134与被焊接件2的右侧端面接触，顶紧装置134与定位装置133分别与被焊接件2的左右两端的端面接触，用于对被焊接件2轴向方向进行固定，保证被焊接件2焊接过程中在减速装置132驱动下不会发生轴向方向的偏移，顶紧装置134包括顶紧轮1341和调节装置1342，顶紧轮1341与调节装置1342固定连接，顶紧轮1341与被焊接件2的右侧端面接触，顶紧轮1341相对被焊接件2发生滚动，调节装置1342与基础平台11固定连接，实现对顶紧装置134的固定，调节装置1342的长度可以伸缩，从而使顶紧轮1341靠近或者远离被焊接件2的右侧端面，实现对被焊接件2轴向方向的定位，避免焊缝偏移，保证焊接的可靠性；机架部件1的上方固定安装有焊接部件3，焊接部件3包括焊接机架31和焊接装置32，焊接装置32位于焊接机架31上端的中部，焊接装置32与焊接机架31固定连接，焊接装置32位于被焊接件2的上方，焊接装置32为焊机，其焊枪正对被焊接件2的焊缝位置，焊接装置32固定不动，被焊接件2在机架部件1的作用下旋转，从而实现焊接装置32对被焊接件2环形焊缝的自动焊接；焊接机架31为门字形结构，包括立柱311和焊接平台312，立柱311位于机架部件1的两侧，焊接平台312位于立柱311的上部，从而使焊接平台312横跨在机架部件1的上方，立柱311和焊接平台312可拆卸的固定连接，当被焊接件2安装时，将焊接平台312整体拆下，被焊接件2安装完毕后，再将焊接平台312整体固定在立柱311的上方，保证了被焊接件2安装的便利性。

作为本实施例的优选实施方案，机架部件1还包括检验装置14，检验装置14与基础平台11固定连接，检验装置14与被焊接件2圆弧形外表面接触，用于检验被焊接件2与定位装置133安装的同轴度，检验装置14包括检测滚轮141和检测显示142，检测滚轮141与检测显示142固定连接，检测滚轮141可以前后移动，与被焊接件2圆弧形外表面接触，用于检测被焊接件2圆弧形外表面的跳动，当跳动超过设定值，即被焊接件2与定位装置133安装的同轴度超出设定要求，则调整右端支撑滚轮1211之间的距离，从而调整被焊接件2支撑位置，保证被焊接件2与定位装置133安装的同轴度，从而保证环形焊缝沿圆周方向的焊角均匀性，从而保证焊接质量。

作为本实施例的优选实施方案，机架部件1还包括焊渣回收装置15，焊渣回收装置15位于被焊接件2下方，两个支撑件121之间，与基础平台11固定连接，焊渣回收装置15为漏斗形结构，位于被焊接件2环形焊缝的正下部，从而使焊接时产生的焊渣在重力的作用下落入焊渣回收装置15中，使焊渣便于清扫，提供了焊接工装的洁净度。

工作原理：

采用起吊装置将被焊接件2起吊到机架部件1上，调整支撑件121对被焊接件2进行支撑，同时使被焊接件2的定位孔与定位装置133的轴线重合，调整顶紧装置134使被焊接件2靠近定位装置133，定位装置133的卡爪1331深入到被焊接件2的定位孔内，卡爪1331的阶梯的侧面对被焊接件2的端面进行轴向定位，卡爪1331的外表面涨紧被焊接件2定位孔的内表面对被焊接件2径向进行固定，锁紧顶紧装置134，然后将焊接装置32安装在焊接平台312上，将焊接平台312固定安装到立柱311上，启动调节焊接装置32，启动减速装置132，开始对被焊接件2进行焊接，当环形焊缝焊接结束，卸下焊接平台312，卸下焊接完成的被焊接件2，装上需要焊接的被焊接件2，开始新的焊接周期。

本装置采用支撑装置12与驱动部件13配合的方式，采用支撑装置12对被焊接件2进行支撑定位，驱动部件13对被焊接件2进行驱动和轴向定位，避免表面摩擦力驱动导致被焊接件2的打滑，保证被焊接件2驱动的可靠性，保证环形焊缝沿圆周方向焊接质量的稳定性，并且配合定位装置133和顶紧装置134对被焊接件2进行轴向定位，保证被焊接件2轴向位置的精度，避免被焊接件2在焊接旋转过程中发生轴向移动，导致焊接位置的偏移，保证焊缝沿轴向位置的稳定性，同时采用可调节距离的支撑滚轮1211设置，通过支撑滚轮1211之间距离调节以适应不同直径的被焊接件4的支撑需求，提高了焊接装置的适应性，并且采用检测装置14与被焊接件2圆弧形表面接触检测被焊接件2的跳动，以保证被焊接件2与定位装置133安装的同轴度，保证焊接装置3与被焊接件2之间距离沿圆周方向的均匀性，从而保证环形焊缝沿圆周方向的焊角均匀性，保证焊接质量的稳定性。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：包括机架部件（1）、被焊接件（2）和焊接部件（3），所述焊接部件（3）位于机架部件（1）的上方，所述被焊接件（2）位于机架部件（1）和焊接部件（3）之间，所述机架部件（1）包括基础平台（11）、支撑装置（12）和驱动部件（13），所述支撑装置（12）、驱动部件（13）位于基础平台（11）的上方，与基础平台（11）固定连接，所述驱动部件（13）位于基础平台（11）的一端，与被焊接件（2）的端面固定连接，所述支撑装置（12）位于被焊接件（2）的下部，所述驱动部件（13）包括支架（131）、减速装置（132）、定位装置（133）和顶紧装置（134），所述减速装置（132）位于支架（131）的上方，与支架（131）固定连接，所述定位装置（133）位于减速装置（132）的一端，与减速装置（132）固定连接，所述顶紧装置（134）位于基础平台（11）的上方，与基础平台（11）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述定位装置（133）与顶紧装置（134）相对布置，分别与被焊接件（2）左右两个端面接触，用于对被焊接件（2）轴向方向进行定位。

3.根据权利要求2所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述支撑装置（12）包括支撑件（121），所述支撑件（121）的数量为两个，平行设置，分别位于被焊接件（2）下方的左右两端。

4.根据权利要求3所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述支撑件（121）包括支撑滚轮（1211）和支撑座（1212），所述支撑滚轮（1211）数量为两个，位于支撑座（1212）的上端，与支撑座（1212）固定连接，关于支撑座（1212）的中心左右对称。

5.根据权利要求4所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述支撑滚轮（1211）相对支撑座（1212）左右移动，用于调节两个支撑滚轮（1211）之间的距离。

6.根据权利要求5所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述支撑座（1212）包括底座（12121）和丝杆（12122），所述底座（12121）与丝杆（12122）转动连接，所述底座（12121）与基础平台（11）固定连接，所述丝杆（12122）与支撑滚轮（1211）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述丝杆（12122）包括螺杆一（121221）和螺杆二（121222），所述螺杆一（121221）与螺杆二（121222）分别位于丝杆（12122）的左右两端，所述螺杆一（121221）与螺杆二（121222）外表面螺纹的旋向相反，从而使支撑滚轮（121221）同时向反方向移动。

8.根据权利要求3所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述机架部件（1）还包括检验装置（14），所述检验装置（14）与基础平台（11）固定连接，所述检验装置（14）与被焊接件（2）圆弧形外表面接触，用于检验被焊接件（2）安装的水平度。

9.根据权利要求3所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述机架部件（1）还包括焊渣回收装置（15），所述焊渣回收装置（15）位于被焊接件（2）下方，两个支撑件（121）之间，与基础平台（11）固定连接。

10.根据权利要求3所述的一种环焊缝的自动焊接工装，其特征在于：所述焊接部件（3）包括焊接机架（31）和焊接装置（32），所述焊接装置（32）位于焊接机架（31）上端的中部，所述焊接机架（31）为门字形结构，包括立柱（311）和焊接平台（312），所述立柱（311）位于机架部件（1）的两侧，从而使焊接部件（3）横跨在机架部件（1）的上方。