CN109732244B - 一种通过式筒体纵缝自动焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过式筒体纵缝自动焊接装置，包括机架、送料装置、悬臂导向装置、焊枪装置、对中装置、压紧装置、托高装置，所述托高装置、送料装置安装于机架底部，所述悬臂导向装置、压紧装置依次设置在托高装置正上方并与机架上部相连接，所述焊枪装置、对中装置并列设置在压紧装置上方并与机架上部相连接。本发明结构简单紧凑，通过托高装置、摆杆、升降架等多处托点，自动调整收压的方式满足焊接筒体外径变化范围大的工况需求，同时在焊接过程中对筒体缝口边缘保持实时压紧，有效提高了筒体纵缝焊接的焊接质量和焊接效率。
Description
技术领域
本发明属于筒体焊接设备的技术领域，尤其涉及一种通过式筒体纵缝自动焊接装置的技术领域。
背景技术
筒体的焊接加工通常是将钢板通过卷板机卷曲成筒型，然后对纵缝接口进行焊接的过程。在现有的焊接技术中，公知的方法是人工通过辅助工装焊接和简易纵缝焊接机焊接。人工焊接存在人为因素引起的焊缝成型质量整体不稳定，且工作劳动强度大，不易实现批量生产；简易纵缝焊接机由于机架机构设计的原因，和自身特点，其自身适应的调整范围小；不能适用于直径变化范围大的筒体焊接工作，操作复杂繁琐，纵缝焊缝质量相对偏低。
发明内容
本发明目的在于解决直径变化范围大的筒体批量焊接的生产需求，提供一种通过式筒体纵缝自动焊接装置，可降低劳动强度，提高焊缝质量，实现自动批量生产，有效提高生产效率。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种通过式筒体纵缝自动焊接装置，包括机架、送料装置、悬臂导向装置、焊枪装置、对中装置、压紧装置、托高装置，所述托高装置、送料装置安装于机架底部，所述悬臂导向装置、压紧装置依次设置在托高装置正上方并与机架上部相连接，所述焊枪装置、对中装置并列设置在压紧装置上方并与机架上部相连接。
所述送料装置包括一对对称设置于托高装置两侧的送料机构，所述送料机构包括移动座、升降架、推块、摆杆，所述移动座与双向丝杆螺母副相连接，所述双向丝杆螺母副与伺服减速电机相连接；所述升降架通过丝杆螺母副与移动座相连接，所述丝杆螺母副与升降伺服减速电机相连接；所述升降架一端设置推料伺服减速电机，所述推料伺服减速电机输出轴端设置同步带，所述推块设置在同步带上；所述摆杆与升降架铰接，所述伺服摆角器与摆杆相连接。
所述悬臂导向装置包括弧形板、立板、引导座、悬臂、挂钩机构，所述弧形板中部设置立板，所述立板与机架相连接，所述悬臂与弧形板相邻的一端设置引导座，悬臂的另一端设置挂钩机构，所述引导座、挂钩机构分别与机架相连接。
所述焊枪装置包括直线模组、安装座、焊枪，所述安装座固定在机架上，直线模组固定在安装座上，所述焊枪与直线模组相连接。
所述对中装置包括推架、导向支座、刀座、对中刀、定位压板、推刀气缸，所述导向支座设置在刀座两端；所述刀座通过调高丝杆螺母副与推架相连接，所述调高丝杆螺母副与调高伺服减速电机相连接，所述推架与推移气缸相连接；所述对中刀设置在刀座下端，所述定位压板与对中刀并列设置，所述推刀气缸与定位压板相连接。
所述压紧装置包括一对对称设置在悬臂导向装置两侧的压紧机构，所述压紧机构包括固定座、安装座、压紧头、阻挡块，所述固定座上设置若干个安装座，每个安装座上设置一个压紧气缸，最顶端的安装座上设置阻挡气缸，所述压紧气缸与压紧头相连接，所述阻挡气缸与阻挡块相连接。
所述托高装置包括底座、滑板、连杆机构、直线滑轨副、双向丝杆螺母副、顶升台，所述直线滑轨副设置在底座上，所述滑板与双向丝杆螺母副相连接并可在直线滑轨副上滑动，所述双向丝杆螺母副一端与驱动伺服减速电机相连接，所述顶升台通过连杆机构与滑板相连接。
所述对中刀设置在悬臂的正上方，对中刀一侧为直面，另一侧设有刃口，刃口角度β为10°～75°。
所述顶升台上设置有滑轮。
所述定位压板设置在对中刀的直面侧，定位压板可沿对中刀的直面侧上下移动。
本发明工作时，外部输送装置将待焊接的开口筒体缝口朝上输送至顶升台滑轮上的进料位置，驱动伺服减速电机启动，双向丝杆螺母副旋转，与双向丝杆螺母副连接的一对滑板沿直线滑轨副做背离运动，与一对滑板相连接的一对连杆机构带动顶升台上升，当开口筒体的缝口内侧面与弧形板的上表面边缘贴合时，驱动伺服减速电机停止，伺服摆角器驱动摆杆转动，一对摆杆分别托住开口筒体的底侧两边，此时升降伺服减速电机启动，带动丝杠螺母副旋转，升降架上升，直至推块的水平中心线与开口筒体的水平中心线平齐时，升降伺服减速电机停止，伺服减速电机启动，双向丝杠螺母副旋转，一对移动座作相向运动，带动一对升降架从开口筒体水平中心线两侧对开口筒体进行轻压收紧，开口筒体缝口内侧面沿弧形板上表面向内收紧，直至开口筒体缝口两侧分别与立板两侧相接触，伺服减速电机停止，推料伺服减速电机启动，安装在推料伺服减速电机轴部的同步带开始转动，设置在同步带上的推块随同步带向开口筒体的后侧边缘移动，当推块与开口筒体的后侧边缘相接触后，推块在同步带的带动下推动开口筒体沿着立板、引导座、悬臂方向移动，直至开口筒体的前端触碰到压紧装置的阻挡块为止，推料伺服减速电机停止，此时开口筒体进入焊接位置。
伺服减速电机启动，双向丝杠螺母副带动移动座作相向运动，升降架对开口筒体水平中心线位置再次压紧，开口筒体缝口收紧，直至缝口两侧分别与对中刀下端两侧相贴合，伺服减速电机停止，推刀气缸顶升，定位压板下降，定位压板压紧对中刀直面侧开口筒体的缝口，随后，对中刀直面一侧压紧机构的压紧气缸伸出，压紧头对开口筒体缝口实现单侧压紧，调高伺服减速电机启动，调高丝杆螺母副旋转，带动对中刀上移，对中刀离开开口筒体缝口，调高伺服减速电机停止，伺服减速电机启动，双向丝杠螺母副带动移动座作相向运动，升降架对开口筒体水平中心线位置再次压紧，开口筒体缝口收紧至闭合状态，伺服减速电机停止，调高伺服减速电机启动，调高丝杆螺母副反向旋转，带动对中刀下移，对中刀压紧开口筒体缝口，随后，对中刀刃口一侧压紧机构的压紧气缸伸出，带动压紧头对开口筒体缝口的另一侧进行压紧，推刀气缸回缩，定位压板复位，调高伺服减速电机启动，调高丝杠螺母副转动，带动刀座沿导向支座上升，对中刀上移，推移气缸回缩，通过推架带动对中装置侧移，焊枪通过直线模组驱动，完成对开口筒体缝口的纵缝焊接，开口筒体的纵缝焊接完成后，压紧机构的压紧气缸回缩，压紧头松开，阻挡气缸驱动阻挡块打开，同时悬臂导向装置的挂钩机构打开，悬臂与挂钩机构脱开，推料伺服减速电机启动，同步带转动，推块在同步带的带动下，推动成型筒体沿着悬臂与挂钩机构脱开之间的间隙推出，完成焊后卸料工作。
本发明的有益效果：本发明结构简单紧凑，通过托高装置、摆杆、升降架等多处托点，自动调整收压的方式满足焊接筒体外径变化范围大的工况需求，同时在焊接过程中对筒体缝口边缘保持实时压紧，有效提高了筒体纵缝焊接的焊接质量和焊接效率。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的送料装置的结构示意图。
图3为本发明的悬臂导向装置的结构示意图。
图4为本发明的压紧装置的结构示意图。
图5为本发明的对中装置的结构示意图。
图6为本发明的对中刀截面图。
图7为本发明的焊枪装置的结构示意图。
图8为本发明的托高装置的结构示意图。
图9为本发明工作时进料位置、焊接位置示意图。
其中：1.机架；2.送料装置；201.送料机构；3.悬臂导向装置；4.焊枪装置；5.对中装置；6.压紧装置；601.压紧机构；7.托高装置；8.移动座；9.伺服摆角器；10.摆杆；11.双向丝杆螺母副；12.伺服减速电机；13.推料伺服减速电机；14.推块；15.同步带；16.升降架；17.丝杆螺母副；18.升降伺服减速电机；19. 弧形板；20.立板；21.引导座；22.悬臂；23.挂钩机构；24.压紧气缸；25.压紧头；26.固定座；27.安装座；28.阻挡气缸；29.阻挡块；30.推移气缸；31.推架；32.调高伺服减速电机；33.调高丝杆螺母副；34.导向支座；35.刀座；36.推刀气缸；37.对中刀；38定位压板；39.直线模组；40.安装座；41焊枪；42.底座；43.滑板；44.连杆；45.直线滑轨副；46.驱动伺服减速电机；47.双向丝杆螺母副；48.顶升台；49.滑轮。
具体实施方式
下面根据实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
如图1所示，一种通过式筒体纵缝自动焊接装置，包括机架1、送料装置2、悬臂导向装置3、焊枪装置4、对中装置5、压紧装置6、托高装置7，所述托高装置7、送料装置2安装于机架1底部，所述悬臂导向装置3、压紧装置6依次设置在托高装置7正上方并与机架1上部相连接，所述焊枪装置4、对中装置5并列设置在压紧装置6上方并与机架1上部相连接。
如图1、图2所示，所述送料装置2包括一对对称设置于托高装置7两侧的送料机构201，所述送料机构201包括移动座8、升降架16、推块14、摆杆10、伺服摆角器9，所述移动座8与双向丝杆螺母副11相连接，所述双向丝杆螺母副11与伺服减速电机12相连接；所述升降架16通过丝杆螺母副17与移动座8相连接，所述丝杆螺母副17下端设置升降伺服减速电机18；所述升降架16左端设置推料伺服减速电机13，所述推料伺服减速电机13输出轴端设置同步带15，所述推块14设置在同步带15上；所述摆杆10与升降架16铰接，所述伺服摆角器9与摆杆10相连接。
如图3所示，所述悬臂导向装置3包括弧形板19、立板20、引导座21、悬臂22、挂钩机构23，所述弧形板19中部设置立板20，所述立板20与机架1相连接，所述悬臂22与弧形板19相邻的一端设置引导座21，悬臂22的另一端设置挂钩机构23，所述引导座21、挂钩机构23分别与机架1相连接。
如图4所示，所述压紧装置6包括一对对称设置在悬臂导向装置3两侧的压紧机构601，所述压紧机构601包括固定座26、安装座27、压紧头25、阻挡块29，所述固定座26与机架1相连接，固定座26上设置九个安装座27，其中八个安装座27上各设置一个压紧气缸24，最右端的安装座27上设置阻挡气缸28，所述压紧气缸24与压紧头25相连接，所述阻挡气缸28与阻挡块29相连接。
如图5所示，所述对中装置5包括推架31、导向支座34、刀座35、对中刀37、定位压板38、推刀气缸36，所述两个导向支座34设置在刀座35两端；所述刀座35通过调高丝杆螺母副33与推架31相连接，所述调高丝杆螺母副33与调高伺服减速电机32相连接，所述推架31与推移气缸30相连接；所述对中刀37设置在刀座35下端。
如图1和图6所示，所述对中刀37设置在悬臂22正上方，对中刀37一侧为直面，另一侧设有刃口，刃口角度β为40°。
如图5所示，所述定位压板38与对中刀37并列设置，定位压板38设置在对中刀37的直面侧，所述两个推刀气缸36分别与定位压板38相连接，定位压板38可沿对中刀37的直面侧上下移动。
如图7所示，所述焊枪装置4包括直线模组39、安装座40、焊枪41，所述安装座40固定在机架1上，直线模组39固定在安装座40上，所述焊枪41与直线模组39相连接，所述焊枪41为双头焊枪。
如图8所示，所述托高装置7包括底座42、滑板43、连杆机构44、直线滑轨副45、双向丝杆螺母副47、顶升台48，所述直线滑轨副45设置在底座42上，底座固定在机架1上，所述滑板43与双向丝杆螺母副47相连接并可在直线滑轨副45上滑动，所述双向丝杆螺母副47右端与驱动伺服减速电机46相连接，所述顶升台48通过一对连杆机构44与滑板43相连接，所述顶升台48上设置有滑轮49。
本发明工作时：外部输送装置从图9 所示的进料方向将待焊接的开口筒体缝口朝上输送至顶升台48的滑轮49上的进料位置，驱动伺服减速电机46启动，双向丝杆螺母副47旋转，与双向丝杆螺母副47连接的一对滑板43沿直线滑轨副45做背离运动，与一对滑板43相连接的一对连杆机构44带动顶升台48上升，当开口筒体的缝口内侧面与弧形板19的上表面边缘贴合时，驱动伺服减速电机46停止，伺服摆角器9驱动摆杆10转动，一对摆杆10分别托住开口筒体的底侧两边，此时升降伺服减速电机18启动，带动丝杠螺母副17旋转，升降架16上升，直至推块14的水平中心线与开口筒体的水平轴线平齐时，升降伺服减速电机18停止，伺服减速电机12启动，双向丝杠螺母副11旋转，一对移动座8作相向运动，带动一对升降架16从开口筒体水平中心线两侧对开口筒体进行轻压收紧，开口筒体缝口内侧面沿弧形板19上表面向内收紧，直至开口筒体缝口两侧分别与立板20两侧相接触，伺服减速电机12停止，推料伺服减速电机13启动，安装在推料伺服减速电机13轴部的同步带15开始转动，设置在同步带15上的推块14随同步带15向开口筒体的左侧边缘移动，当推块14与开口筒体的左侧边缘相接触后，推块14在同步带15的带动下推动开口筒体沿着立板20、引导座21、悬臂22方向向右移动，直至开口筒体的右端触碰到压紧装置6的阻挡块29为止，推料伺服减速电机13停止转动，此时开口筒体进入焊接位置。
伺服减速电机12启动，双向丝杠螺母副11带动移动座8作相向运动，升降架16对开口筒体水平中心线位置再次压紧，开口筒体缝口收紧，直至缝口两侧分别与对中刀37下端两侧相贴合，伺服减速电机12停止，推刀气缸36顶升，定位压板38下降，定位压板38压紧对中刀37直面侧开口筒体的缝口，随后，对中刀37直面一侧压紧机构601的八个压紧气缸24伸出，八个压紧头25对开口筒体缝口实现单侧压紧，随后，调高伺服减速电机32启动，调高丝杆螺母副33旋转，带动对中刀37上移，对中刀37离开开口筒体缝口，调高伺服减速电机32停止，伺服减速电机12启动，双向丝杠螺母副11带动移动座8作相向运动，升降架16对开口筒体水平中心线位置再次压紧，开口筒体缝口收紧至闭合状态，伺服减速电机12停止，调高伺服减速电机32启动，调高丝杆螺母副33反向旋转，带动对中刀37下移，对中刀37压紧开口筒体缝口，随后，对中刀37刃口一侧压紧机构601的八个压紧气缸24伸出，带动八个压紧头25对开口筒体缝口的另一侧进行压紧，推刀气缸36返回，定位压板38复位，调高伺服减速电机32启动，调高丝杠螺母副33转动，带动刀座35沿导向支座34上升，对中刀37上移，推移气缸30回缩，通过推架31带动对中装置5侧移，焊枪41通过直线模组39驱动，完成对开口筒体缝口的纵缝焊接，开口筒体的纵缝焊接完成后，压紧机构601的压紧气缸24回缩，压紧头25松开，阻挡气缸28驱动阻挡块29打开，同时悬臂导向装置3中的挂钩机构23打开，悬臂22与挂钩机构23脱开，推料伺服减速电机13启动，同步带15转动，推块14在同步带15的带动下，推动成型筒体沿着悬臂22与挂钩机构23脱开之间的间隙推出，完成焊后卸料工作。
本发明结构简单紧凑，通过托高装置、摆杆、升降架等多处托点，自动调整收压的方式满足焊接筒体外径变化范围大的工况需求，同时在焊接过程中对筒体缝口边缘保持实时压紧，有效提高了筒体纵缝焊接的焊接质量和焊接效率。
Claims (2)
1.一种通过式筒体纵缝自动焊接装置，包括机架(1)、送料装置(2)、悬臂导向装置(3)、焊枪装置(4)、对中装置(5)、压紧装置(6)、托高装置(7)，其特征在于：所述托高装置(7)、送料装置(2)安装于机架(1)底部，所述悬臂导向装置(3)、压紧装置(6)依次设置在托高装置(7)正上方并与机架(1)上部相连接，所述焊枪装置(4)、对中装置(5)并列设置在压紧装置(6)上方并与机架(1)上部相连接；
所述送料装置(2)包括一对对称设置于托高装置(7)两侧的送料机构(201)，所述送料机构(201)包括移动座(8)、升降架(16)、推块(14)、摆杆(10)、伺服摆角器(9)，所述移动座(8)与第一双向丝杆螺母副(11)相连接，所述第一双向丝杆螺母副(11)与伺服减速电机(12)相连接；所述升降架(16)通过丝杆螺母副(17)与移动座(8)相连接，所述丝杆螺母副(17)与升降伺服减速电机(18)相连接；所述升降架(16)一端设置推料伺服减速电机(13)，所述推料伺服减速电机(13)输出轴端设置同步带(15)，所述推块(14)设置在同步带(15)上；所述摆杆(10)与升降架(16)铰接，所述伺服摆角器(9)与摆杆(10)相连接；
所述悬臂导向装置(3)包括弧形板(19)、立板(20)、引导座(21)、悬臂(22)、挂钩机构(23)，所述弧形板(19)中部设置立板(20)，所述立板(20)与机架(1)相连接，所述悬臂(22)与弧形板相邻的一端设置引导座(21)，悬臂(22)的另一端设置挂钩机构(23)，所述引导座(21)、挂钩机构(23)分别与机架(1)相连接；
所述焊枪装置(4)包括直线模组(39)、第一安装座(40)、焊枪(41)，所述第一安装座(40)固定在机架(1)上，直线模组(39)固定在第一安装座(40)上，所述焊枪(41)与直线模组(39)相连接；
所述对中装置(5)包括推架(31)、导向支座(34)、刀座(35)、对中刀(37)、定位压板(38)、气缸(36)，所述导向支座(34)设置在刀座(35)两端；所述刀座(35)通过调高丝杆螺母副(33)与推架(31)相连接，所述调高丝杆螺母副(33)与调高伺服减速电机(32)相连接，所述推架(31)与推移气缸(30)相连接；所述对中刀(37)设置在刀座(35)下端，所述定位压板(38)与对中刀(37)并列设置，所述气缸(36)与定位压板(38)相连接；
所述压紧装置(6)包括一对对称设置在悬臂导向装置(3)两侧的压紧机构(601)，所述压紧机构(601)包括固定座(26)、第二安装座(27)、压紧头(25)、阻挡块(29)，所述固定座(26)与机架(1)相连接，固定座(26)上设置若干个第二安装座(27)，每个第二安装座(27)上设置一个压紧气缸(24)，最顶端的第二安装座(27)上设置阻挡气缸(28)，所述压紧气缸(24)与压紧头(25)相连接，所述阻挡气缸(28)与阻挡块(29)相连接；
所述托高装置(7)包括底座(42)、滑板(43)、连杆机构(44)、直线滑轨副(45)、第二双向丝杆螺母副(47)、顶升台(48)，所述直线滑轨副(45)设置在底座(42)上，底座(42)固定在机架(1)上，所述滑板(43)与第二双向丝杆螺母副(47)相连接并可在直线滑轨副(45)上滑动，所述第二双向丝杆螺母副(47)一端与驱动伺服减速电机(46)相连接，所述顶升台(48)通过连杆机构(44)与滑板(43)相连接；
所述对中刀(37)设置在悬臂(22)的正上方，对中刀(37)一侧为直面，另一侧设有刃口，刃口角度β为10°～75°；
所述顶升台(48)上设置有滑轮(49)。
2.根据权利要求1所述的一种通过式筒体纵缝自动焊接装置，其特征在于：所述定位压板(38)设置在对中刀(37)的直面侧，定位压板(38)可沿对中刀(37)的直面侧上下移动。
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