CN110744218B - 隧道式焊接系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了隧道式焊接系统及其运行方法，隧道式焊接系统包括活动焊枪装置和至少两个隧道式焊件装载机组；隧道式焊件装载机组包括焊接压紧机构、焊接承托组件和定位机构；定位机构包括定位装置、调位装置和压位装置；隧道式焊接系统的运行方法包括步骤各隧道式焊件装载机组可换型对应装载工件并进行定位和固定，然后活动焊枪装置相应进行焊接，然后工件移出隧道式焊件装载机组。隧道式焊接系统及其运行方法可高效地进行批量的工件精准焊接，并可因应工件尺寸而即时换型，无需人手操作即可自动完成，既极大提升生产效率，又能减少耗时和人力，而且还可灵活配置并减少占地。

Description

隧道式焊接系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及焊接设备，具体是隧道式焊接系统及其运行方法。

背景技术

现时的储水式热水器内胆、储气罐等等空心筒体结构件都是由金属薄板卷成筒体形状后，通过焊接设备对其进行焊接，旧有的焊接加工方式是由工人将卷圆后的工件放置到简易固定的焊接设备上进行对位、紧固、焊接和移除等种种操作，效率和精度都很低。

现有一些自动化焊接设备能够部分或完全进行相应的焊接工序，从上料、定位、紧固、焊接和下料等过程都有相应的机械机构进行辅助或主要操作，从而减少以往生产过程中非自动加工设备需要人工操作所固有的低效、高成本、低精度等的不足。

而目前现有的这些自动化焊接设备在运行前或装载工件进行上料前都需要因应所要焊接的筒体件的尺寸进行设定，因此需要将焊接设备的工件定位夹具进行调整或改动，甚至选用或更换相应适用的定位模具，然后还要校正各项参数以匹配该工件，因此当所要加工的工件尺寸发生改变，便需要耗费相应的时间和劳动成本，不能快速应对工件尺寸改变进行快速换型；而且，这些自动化焊接设备均为整体式的单路焊接结构，在焊接工序中同时只能按顺序对一工件进行上料、定位、固定和焊接操作，其中在上料和下料工序过程，特别是当要对应工件尺寸进行调整和设定时，定位或固定机构和焊枪机构以及其他机构都处于待命空闲状态，所以焊接的整体运行效率不高；在连续化大批量生产中，只有一台焊接设备便会明显制约生产效率，故只能够以同时使用多台焊接设备来对不同尺寸工件进行同时加工的需要，又或者多台设备同时应用在一条产线上进行焊接工序以提升产线效率，其灵活性并不高，多台设备占地又多，这些焊接设备的加工效率和灵活性相当有限。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供的隧道式焊接系统及其运行方法可高效地进行批量焊接加工，并且能直接换型，灵活性高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

隧道式焊接系统，包括活动焊枪装置和至少两个隧道式焊件装载机组；隧道式焊件装载机组包括焊接压紧机构、焊接承托组件和定位机构；定位机构包括定位装置、调位装置和压位装置；定位装置有两个且相互对应，定位装置具有数个定心围绕分布且可调位的限位点；压位装置位于两定位装置之间，一个压位装置分别与两个定位装置上相应的限位点连接，压位装置可随限位点调位移动，压位装置具有压接位，压接位至少有两个并绕定位装置中心轴分布；调位装置可同步一致地带动两个定位装置升降移位；焊接承托组件悬空地从两定位装置的各限位点之间经过，焊接压紧机构位于焊接承托组件上方，焊接压紧机构可对应与焊接承托组件上端压接；活动焊枪装置可对应沿各隧道式焊件装载机组移动，且活动焊枪装置具有可活动的焊枪。

活动焊枪装置包括行走梁、行走支撑梁和活动焊枪机构，行走支撑梁沿各隧道式焊件装载机组延伸，行走梁可沿行走支撑梁移动地安装在行走支撑梁上，活动焊枪机构安装在行走梁上，活动焊枪机构具有可活动的焊枪。

定位装置包括定位环和限位件，定位环直立安设，数个限位件等距环绕地分布于定位环上，且各限位件可沿定位环径向地调位，限位件对向定位环中心的一端为用于抵接工件的限位点；压位装置包括连杆和压位组件，连杆与定位装置中心线平行，两定位装置对应的两限位件分别与一连杆的两端连接， 压位组件安装在连杆上；焊接承托组件悬空地从两定位环中穿过，焊接压紧机构位于两定位环之间的焊接承托组件的上方。

限位件末端设置有抵接杆，抵接杆与定位环轴线平行，其一端安装在限位件上并往外伸出，抵接杆向外的一端沿径向斜向外延伸。

限位件末端上设置有用于安装杆体的杆座，杆座一侧与限位件连接，杆座上设置有分别连接抵接杆和连杆的凹陷口，抵接杆和连杆对向定位装置中心的一侧壁面相齐平。

定位装置还包括驱动环，驱动环可转动地安装在定位环上，驱动环与限位件螺旋传动连接，且限位件与定位环滑动连接；限位件滑动安装在定位环的滑槽上。

压位组件包括定架、顶压件和动力缸，定架分别紧固连接连杆和动力缸，顶压件与动力缸的活塞杆连接。

压位装置还包括对位组件，对位组件安装在连杆上，对位组件具有可活动的挡接部。

调位装置包括抬升器，抬升器上设置有承托连接定位装置的升降座，每个定位装置分别连接连接一个抬升器，两个抬升器由电机或马达同步驱动。

焊接承托组件为纵梁组件结构，焊接承托组件用于进料的一端悬吊设置，焊接承托组件对应进料的一端上设置有导向模。

隧道式焊接系统的运行方法，包括步骤：一、各隧道式焊件装载机组根据所要加工的筒体工件外径尺寸，通过隧道式焊件装载机组的两定位装置联动地调控各限位点的位置至与工件外壁对应的位置，调位装置带动两定位装置升降移位，使定位装置中心至焊接承托组件上端面距离与工件半径对应；二、各隧道式焊件装载机组分序按先后地装入工件，各自将筒体工件一端对应沿焊接承托组件的轴向放入至定位机构中，筒体工件接缝内侧与焊接承托组件上端面搭接，定位装置的限位点限位筒体工件的形状和位置，各压位装置的压接位相应向筒体工件移动并压紧，焊接压紧机构将筒体工件接缝处压紧在焊接承托组件；三、活动焊枪装置按序移动至各隧道式焊件装载机组处将筒体工件焊接，各隧道式焊件装载机组在焊接完成后其压位装置的压接位和焊接压紧机构松开，筒体工件从焊接承托组件的另一端移出。

本发明的有益效果是：隧道式焊接系统及其运行方法可高效地进行批量的工件精准焊接，并可因应工件尺寸而即时换型，无需人手操作即可自动完成，既极大提升生产效率，又能减少耗时和人力，而且还可灵活配置并减少占地。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例的整体安装结构示意图；

图2是本发明实施例中隧道式焊件装载机组的安装结构局部分解示意图；

图3是本发明实施例中定位机构的安装结构局部分解示意图；

图4是本发明实施例中定位装置的安装结构示意图；

图5是本发明实施例中压位组件的安装结构示意图；

图6是本发明实施例中局部位置的限位件和连杆的连接结构示意图；

图7是本发明实施例中焊接承托组件的安装结构示意图；

图8是本发明实施例中活动焊枪装置的结构示意图；

图9是本发明实施例中活动焊枪装置与立体框架的安装结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1和图2，本发明的隧道式焊接系统，包括活动焊枪装置和至少两个隧道式焊件装载机组；隧道式焊件装载机组包括焊接压紧机构4、焊接承托组件5和定位机构；定位机构包括定位装置、调位装置和压位装置；定位装置有两个且前后相互对应，定位装置具有数个定心围绕分布且可调位的限位点，两定位装置可同步调节限位点位置以适应卷圆的筒体、管型的工件或内胆工件；压位装置位于两定位装置之间，一个压位装置分别与两个定位装置上相应的限位点连接，压位装置可随限位点调位移动，压位装置具有用于抵接工件中段部位的压接位，压接位优选至少有两个并绕定位装置中心轴分布；调位装置可同步一致地带动两个定位装置升降移位；焊接承托组件5悬空地从两定位装置的各限位点之间经过，焊接压紧机构4位于焊接承托组件5上方，焊接压紧机构4可对应与焊接承托组件5上端压接；活动焊枪装置可对应沿各隧道式焊件装载机组移动，且活动焊枪装置具有可对应沿焊接承托组件5活动的焊枪。

焊接承托组件5为长型结构，其一端悬空地位于直缝焊机一端的外侧，焊接承托组件5的另一端位于直缝焊机另一端的外侧，焊接承托组件5的两端分别为出料端和进料端，焊接承托组件5和焊接压紧机构4为固定不动的定点位置，定位装置及其限位点相对焊接承托组件5活动调位；隧道式焊件装载机组的进料方式为，经过卷圆的筒体工件一端围绕并沿着焊接承托组件5放入到定位机构中，通过定位机构将工件限位和压紧，再以焊接压紧机构4将工件焊缝处的两端压紧到焊接承托组件5上端后，即可通过焊接装置进行焊接，完成后工件从焊接承托组件5悬空的一端出料，另外焊接承托组件5可为焊接芯棒或纵梁结构，焊接压紧机构4可以压板或压块机构实现，焊接时活动焊枪装置的焊枪便可沿接缝进行焊接；活动焊枪装置可为具有单独移动时机构例如地面移动基座上设有焊接机械手，又或者倒吊式活动座的焊枪机构等，活动焊枪装置也可为与各机组机构连接的方式，实现对应各机组范围内移动。

两定位装置分别一前一后或一头一尾地布置，通过限位点将水平安置的工件进行夹接，各限位点可连带压位装置同步移动实现调位，可夹接不同尺寸的工件，各限位点可先调位至与工件匹配的位置，然后将置入到定位装置中由各限位点抵接，然后各限位点同步往中心方向缩合，从而两定位装置可将工件的两端夹接，同时压位装置通过压接位夹接工件中段部位，从前、中、后联动实行夹接，配合调位装置带动两定位装置让其位置改变，调位装置相应升高或降低与工件外周半径减少或增加的数值，便可保持工件外壁最高位置不变；定位装置可直接由数个气动缸、液压缸等直接实现数个限位点，也可由顶杆、夹接机构等机构构成来实现，同时两定位装置可通过控制系统同步操控其限位点的各自调位的独立运行，也可利用联动结构实现各自调位的联动执行；压位装置可由一般的液压、气压驱动的顶压机构或者夹具机构实现，例如液压杆伸缩顶压，又例如多液压杆驱动或拉杆带动的双边、多边的夹接机构；调位装置可为液压缸、气压缸等直接带动定位装置实现移动，也可为电机驱动驱动机构来带动定位装置进行移位，例如螺杆机构的传动结构，另外调位装置也可为活动平台或台座实现。

每台隧道式焊件装载机组均可单独进行随时直接换型的装载不同尺寸的工件，而不论每台机组同时应用于同一条或各自一条生产流水线，各机组均能有效缩减耗时，并且具有大范围尺寸的灵活适用性。配合活动焊枪装置可沿各机组移动至相应位置，通过合理的规划调度，可让活动焊枪装置对各机组的工件按序循环进行焊接操作，从而让活动焊枪装置和个机组一直处于合理有序的连续运行状态，即隧道式焊接系统可灵活因应实际状况调整工况，例如每台机组分别轮流完成工件装载，活动焊枪装置按序循环配合机组进行焊接，又或者当其中的机组停止运行或因检修、维护等需要而交替暂停运行，活动焊枪也能因应而配合运作，故隧道式焊接系统中的个别机组即使故障也能继续进行焊接，而隧道式焊件装载机组可为通过式或进出式设计。

参考图1、8和9，活动焊枪装置包括行走梁61、行走支撑梁62和活动焊枪机构63，行走支撑梁62沿各隧道式焊件装载机组延伸，行走支撑梁62可架设在隧道式焊件装载机组端部的上方或端部以外位置，隧道式焊件装载机组可并排布置、平行布置、互成夹角布置或绕中心分布，行走支撑梁62可按需设计成直线、弯曲或其它形状延伸，行走梁61可沿行走支撑梁62移动地安装在行走支撑梁62上，行走梁61上可通过设置电机带动驱动轮、履带等在行走支撑梁62上进行行走移动，又或者电机带动齿轮齿条、丝杆螺母、链条链轮滑动配合或悬浮等机构实现行走梁61移动，活动焊枪机构63安装在行走梁61上，活动焊枪机构63具有可活动的焊枪，焊枪可通过电机驱动的多轴活动结构、机械臂结构或多关节活动结构等实现沿圆筒工件的接缝焊接，其活动焊枪装置是通过行走梁61沿行走支撑梁62移动至与隧道式焊件装载机组处，再让活动焊枪机构63的焊枪进行焊接。

参考图8和9，行走梁61下侧和行走支撑梁62上侧分别设有相互滑动配合的滑块和导轨，行走梁61架设在行走支撑梁62上，且行走支撑梁62上设有沿其延伸的齿条，行走梁61设有电机驱动并与齿条啮合的行走驱动齿轮，行走梁61为水平横置的直梁，活动焊枪机构63竖直地活动连接在行走梁61的一侧并沿其移动，活动焊枪机构63的焊枪位于活动焊枪机构63背向行走梁61的一侧并可沿其上下升降，活动焊枪机构63沿行走梁61的水平移动以及焊枪的上下移动构成两相互垂直的移动轴，基本对应直缝焊接的需求，而行走支撑梁62则与隧道式焊件装载机组对应设计以让行走梁61的移动覆盖各机组。

参考图9，行走支撑梁62为直梁且至少平行地设有两条，每条行走支撑梁62的两端下侧分别连接有用于支撑的立柱71，立柱71均紧固连接有底座72，隧道式焊件装载机组平行地沿行走支撑梁62延伸方向并列布置并可装拆地连接在底座72上，各机组可按需对应地在底座72上进行装拆，行走梁61沿行走支撑梁62移动即可连同活动焊枪机构63来回于各机组处，任意机组可随时装拆也不影响焊枪装置继续与其余机组进行焊接运作，可实现模块化柔性的焊接系统以适应多种使用需求；另外两条行走支撑梁62也可设计为弯梁，而机组对应绕弯梁中心排布也可，例如各机组排列成45度夹角或直角，而直梁结构的行走支撑梁62可单向随意延伸。

两条行走支撑梁62分别位于隧道式焊件装载机组两端上方，分别与两条行走支撑梁62连接的立柱71对应地分别连接有与行走支撑梁62垂直的连接架73，底座72有两个并分别位于隧道式焊件装载机组两端下方，底座72之间也通过连接架73紧固，立柱71、底座72和连接架73以及行走支撑梁62构成强度好且重量较低的立体框架结构。

参考图8，行走梁61两端分别安装在两行走支撑梁62上，行走梁61上设置有电机驱动装置611通过传动机构分别同步带动两端的行走驱动齿轮，作为一种优选，电机驱动装置611通过带轮机构连接轴承座上的传动轴，该传动轴一端连接齿轮组或直接带动行走梁61一端的行走驱动齿轮，该传动轴另一端通过联轴器连接另一传动轴同理带动行走梁61另一端的行走驱动齿轮，在此两传动轴也可以一传动轴代替，只是轴承座等结构的精度更高，又或者行走梁61的两端也可分别设置电机驱动装置611直接带动行走驱动齿轮。

参考图8，行走梁61的上侧和朝向活动焊枪机构63的前侧上均设有导轨，活动焊枪机构63后侧设置有滑块和对应搭接行走梁61上侧的倒“L”型的滑接架631，滑接架631下侧也设有滑块，活动焊枪机构63后侧的滑块与行走梁61前侧的导轨滑接，滑接架631下侧的滑块与行走梁61上侧的导轨滑接，且行走梁61上还设置有齿条，活动焊枪机构63或滑接架631上安装有电机装置，电机装置连接有与行走梁61的齿条匹配啮合的齿轮，齿轮啮合齿条将转动转变成直线移动的传动连接机构也可由滚轮与摩擦面配合、蜗轮和蜗杆配合、带轮和传动带配合等等方式实现，行走梁61与行走支撑梁62的活动连接相同；活动焊枪机构63通过滑接架631共同连接行走梁61，大大提高活动焊枪机构63的稳固性，从而确保焊枪在焊接移动中的精准度；另外，行走梁61上的齿条优选可设计在其上端面或朝向活动焊枪机构63的前侧面，电机装置的齿轮可因应齿条设计为纵向齿面或横向齿面。

参考图9，优选地，活动焊枪机构63上端设置有电机驱动一竖直的丝杆螺母结构机构带动其焊枪升降移动，且焊枪与活动焊枪机构63之间通过滑块导轨配合滑接，活动焊枪机构63的丝杆和导轨相平行且竖直设置，行走梁61和行走支撑梁62上的导轨均为水平面直线延伸且相互垂直，从而构成焊枪的直线三轴移动结构，确保焊接精度稳定。

参考图3和4，定位装置包括定位环11和限位件12，定位环11直立安设，数个限位件12等距环绕地分布于定位环11上，且各限位件12可同步沿定位环11径向地调位，限位件12对向定位环11中心的一端为用于抵接工件的限位点；压位装置包括连杆31和压位组件32，连杆31与定位装置中心线平行，两定位装置对应的两限位件12分别与一连杆31的两端连接， 压位组件32安装在连杆31上；焊接承托组件5悬空地从两定位环11中穿过，焊接压紧机构4位于两定位环11之间的焊接承托组件5的上方；压位组件32对向抵接工件的一侧或一端为压位装置的压接位，压位组件32可为抵接块结构或抵接点结构，压位组件32可因应工件的形状、受力等因素在需要位置的连杆31上安装需要的压位组件32，压位组件32可按需绕中心线即工件环绕分布数个，也可沿连杆31分布数个，从而分别从环向和轴向位置提供足够的压位抵接，压位组件32既可随连杆31和限位件12向工件接近或远离，同时压位组件32可通过液压、气压缸或电机连接螺杆等伸缩机构带动压位组件32进行抵接工件；定位环11是环形结构其中心部位为空，可让工件和其它机构穿过，可以适用空心管型、筒型工件或实心的工件，而限位件12可直接利用液压杆或气压杆来实现伸缩进退的夹位，限位件12也可为电机通过齿轮齿条结构或者齿轮螺杆结构来带动，定位装置通过限位件12于定位环11上的径向移动，来调整其对应不同工件的外径尺寸。

参考图4，定位装置还包括驱动环13，驱动环13同心可转动地安装在定位环11上，驱动环13与限位件12螺旋传动连接，且限位件12与定位环11滑动连接；驱动环13可通过螺旋槽或曲线槽等结构与限位件12的卡齿、销轴或导向柱等结构配合进行螺旋传动，定位环11设置有匹配滑接限位件12的径向延伸的滑槽，限位件12滑动安装在定位环11的滑槽上，限位件12截面呈“工”字型，故限位件12仅能沿定位环11的滑槽滑移；而驱动环13可活动套合在定位环11轴向凸起的环壁上，也可滑动内嵌于定位环11内侧，驱动环13可通过电机或传动机构带动转动，继而将其转动转化为限位件12的直线运动，其机理与一般三爪卡盘相同，因此附图省略驱动环13与限位件12的连接示例，通过驱动环13转动即同时带动所有限位件12，驱动环13可以由人手操作或电机操作自动进行转动来带动限位件12。

参考图4，定位装置还包括驱动器14，驱动器14外壁与定位环11紧固连接，驱动环13为齿环，驱动器14对应伸出有带齿轮的驱动转轴装与驱动环13的侧壁螺纹连接，驱动器14可为伺服电机或马达的转轴直连或者中间经过减速箱再通过齿轮驱动环13，如图所示驱动环13的齿面优选设计外侧环面，而驱动器14从驱动环13外侧进行啮合驱动，传动效率高而且结构简单，另外也可用带轮进行传动；定位装置的各部件均整合到定位环11上，方便各配件组成的模块体。

参考图3和4，限位件12末端设置有抵接杆121，抵接杆121与定位环11轴线平行，其一端安装在限位件12上并往外伸出，抵接杆121向外的一端沿径向斜向外延伸，抵接杆121以杆身作为抵接面，安装时工件从其中一定位装置的外侧沿轴向将工件穿过定位环11，抵接杆121作为承托和挡位部件限位地低压力接触工件外壁，同时各个抵接杆121形成的外扩喇叭口可导向工件置中并对齐地到达两定位装置中，且抵接杆121可优选为圆杆，多个圆杆杆身可直接应用于承托平面或曲面表面的工件；优选地，每个定位环11上有偶数个左右对称分布的限位件12，且每两个相对的限位件12均位于同一径向直线，可更好地保持筒体工件的整圆性。

参考图4，限位件12末端上设置有用于安装杆体的杆座122，杆座122一侧与限位件12连接，杆座122的下端上设置有分别连接抵接杆121和连杆31的凹陷口，抵接杆121和连杆31的端部相对且对向定位装置中心的一侧壁面相齐平，抵接杆121外径小于连杆31，杆座122的凹陷口分段成一边为位置较高而内径较小，另一边位置较低而内径较大，两边配合分别装配抵接杆121和连杆31在抵接的一侧表面齐平，除了连接两定位装置的限位点，连杆31作为抵接杆121抵接位的延伸与工件表面进行接触，增加工件夹接的稳定性和牢固性，另外连杆31也可与抵接杆121不齐平对接，只是这种方式增加了焊机部件数量让结构更为复杂，例如两定位装置的抵接杆121相互向中间延伸。

参考图5，压位组件32包括定架321、顶压件322和动力缸323，定架321分别紧固连接连杆31和动力缸323，顶压件322与动力缸323的活塞杆连接，顶压件322一端对向定位装置中心线对应顶压工件，动力缸323带动顶压件322向工件移动并实现顶压，压位组件32以定架321为基座固定动力缸323，动力缸323再带动顶压件322向工件顶压和退位，压位组件32为主动式压位，压位更灵活和精准，优选压位组件32绕工件分布有四组，即四个压接位，分别位于工件截面位置的中段和下段的两侧，配合焊接压紧机构4夹紧位置形成六点位分布抱紧筒体工件的筒壁。

参考图5，压位组件32为龙门架形状，定架321的两端分别设有垂直连接连杆31的连接板3211，顶压件322位于定架321的下侧与连杆31之间，动力缸323安装在定架321上侧面，动力缸323的活塞杆从定架321的开孔穿过并与顶压件322连接，顶压件322两端分别设置有顶压块3221，顶压块3221呈类拱门型，顶压块3221中部为对应让位连杆31的让位缺口，顶压块3221两侧下端分别设置有用于抵接工件的顶压杆3222，一个压位组件32的顶压杆3222至少有两个，两个顶压杆3222分别位于连杆31两侧并与连杆31平行，连杆31从定架321的一端的连接板3211至另一端的连接板3211经过，连杆31分别与该两个连接板3211连接，优选地，一个顶压件322的两个顶压块3221的两侧分别安装同一顶压杆3222，顶压件322在动力缸323的带动下，顶压件322可于定架321和连杆31之间的空间上下移动，随顶压件322下移时，顶压块3221中部拱形凹口匹配让位连杆31，从而避免顶压块3221与连杆31的位置冲突，顶压杆3222随顶压件322移动对工件以两个压接位进行顶压抵接，至少两杆体压接的方式可更好保持工件整圆。

参考图5，顶压件322上设置有两根对向定架321延伸的导杆3223，定架321上设置有两个对应可套合导杆3223的套筒3212，定架321上表面为长方形，导杆3223和套筒3212分置于动力缸323的两侧呈直线队列排列，导杆3223从定架321下侧穿过套筒3212进行滑动配合，导正顶压件322稳定往复活动。

参考图5，连接板3211为垂直连接在定架321端部下侧的分体部件，连接板3211通过螺栓或螺钉穿过定架321紧固连接，连接板3211从中段至末端的中间留有将其分成两部分并便于形变的缝隙，同时连接板3211末端设有弧形的夹接连杆31的夹口，配合螺栓横向穿过连接板3211中段拉合两部分从而可将连接杆31夹紧；同理顶压块3221也为独立部件通过螺栓、螺钉垂直地紧固连接在顶压件322的两端，顶压块3221末端也设有弧形的夹接顶压杆3222的夹口，顶压块3221末端同理从中段至末端的中间留有将其分成两部分并便于轻微变形的缝隙，配合螺栓横向穿过连接定压块3221中段拉合两部分从而将将顶压杆3222夹紧；定架321和连接板3211，以及顶压件322和顶压块3221也可为一体成型构件。

参考图3和6，压位装置还包括对位组件33，对位组件33安装在连杆31上，对位组件33具有可活动的挡接部，定位组件设定在靠近其中一定位装置的位置，其通过挡接部阻挡工件沿定位装置中心线方向的移动，装载工件前或卸装工件时，挡接部可活动离开挡接区域，方便工件进出或装卸，对位组件33的挡接部可为能来回转动、摆动或伸缩的挡块部件实现，例如只可绕连杆31转动的铰接件，又或者可在连杆31上伸出的锁销。

参考图6，对位组件33包括连接架331和气缸332，连接架331的一端通过夹扣件夹接连杆31，气缸332紧固安装在连接架331上，且气缸332的活塞杆末端安设有作为挡接部的挡接件，连接架331上还设有匹配滑接穿过气缸332的活塞杆的导向孔，气缸332带动挡接件向定位装置内来回移动，工件装载在夹接机构上需沿中心线移动从而到达相应位置，对位组件33在工件装载前通过气缸332推出挡接件，让工件装上后一端到达与挡接件抵触而挡住作为基准位置，卸载工件时，气缸332将挡接件移离该位置，工件便可安全地从定位机构中移出。

参考图3，调位装置包括抬升器21，抬升器21上设置有承托连接定位装置的升降座，每个定位装置分别连接连接一个抬升器21，两个抬升器21由电机或马达同步驱动，抬升器21一般选用千斤顶机理相同的螺旋传动机构，定位装置或定位环11底部可连接到抬升器21的升降座上随其升降移动，由于两个定位装置相隔一定距离，优选单个抬升器21可通过升降座同时承托两个定位环11，或需要更为复杂结构以保持两定位装置同时稳定升降，故优选分别以一个抬升器21带动一个定位装置，且两个抬升器21分别通过传动轴连接到一个换向器22，再通过换向器22连接一个电机或马达进行传动连接，无需分别以两个电机或马达连接两个抬升器21，如图所示，一升降电机25与换向器22连接并位于两定位装置之间，同时换向器22两侧分别通过一传动连接轴与抬升器21连接和传动，如此既能实现同步运行，又能保持结构精简。

参考图2和3，调位装置还包括导向柱23和导向套24，导向柱23沿抬升器21的升降方向直立设置，导向套24滑动套合导向柱23，且定位装置与导向套24连接，定位环11的两侧优选分别连接有导向套24，导向套24分别滑动套合在立架9的两个导向柱23，当然，导向柱23也可为立柱结构而无需立架9来支撑，当抬升器21带动定位环11升降，导向柱23配合导向柱23让定位环11稳定准确地升降。

参考图2和7，焊接承托组件5为纵梁组件结构，焊接承托组件5用于进料的一端悬吊设置，焊接承托组件5进料的一端通过一吊架91悬吊地与一立架9连接，工件沿焊接承托组件5装载时，工件接缝处对应从焊接承托组件5或其与吊架91连接处经过，从而工件整体可以不被悬吊连接而阻碍，焊接承托组件5也可通过多个活动支柱沿其轴向分布和支撑，工件装载时多个活动支柱便可相应轮番移开再复位支撑焊接承托组件5，当工件装载时，焊接承托组件5两端具有活动支柱支撑即可，因此焊接承托组件5于出料的一端也可通过活动支柱进行支撑，焊接完成后即使工件套住焊接承托组件5也可从出料的一端通过移出活动支柱而卸装。

参考图2和7，焊接承托组件5对应进料的一端上设置有对应筒体工件接缝的导向模，导向模包括楔形、锥形或锐角形尖端的导向块51，以及窄口形状的限位夹口52，导向块51竖直立于焊接承托组件5端部上，限位夹口52分置于导向块51两侧，且限位夹口52内承托面与焊接承托组件5上端面的衬板53表面对应，卷圆后的筒体工件装载上焊接承托组件5时，工件接缝相应沿导向块51进行放置，导向块51的尖端将工件接缝对应分置左右两侧，相应落入到限位夹口52到达与衬板53表面的高度，由此随著工件沿焊接承托组件5轴向移动，工件接缝均对应放置到衬板53上的正确位置，焊接承托组件5还设置有可于衬板53中间伸缩的对位挡片54，对位挡片54用于在焊接前伸出让工件接缝对齐拼合，工件通过定位机构完全固定后即可收入焊接承托组件5中让工件进行焊接，对位挡片54从衬板53预设的缝隙进出，其可由往复活动机构或者转动机构来实现对位挡片54的伸缩。

参考图7，焊接承托组件5的侧壁上安装有可沿轴向往复移动的推料器55，推料器55上设置有可弹性下压的推料板，焊接承托组件5侧壁设置有轴向延伸的导轨，推料器55设有匹配滑接导轨的滑块，焊接承托组件5还设有带动推料器55的传动机构，圆筒工件装载到焊接承托组件5时，推料器55位于进料一端，工件经过时将推料器55的推料板压下，随后推料器55的推料板回弹复位，其对向焊接承托组件5出料端的侧边可抵接工件端部边缘，从而推料器55可推动工件沿焊接承托组件5移动，而无需以外部机构运料，推料器55可将工件送至衬板53上的相应焊接位置，焊接完成后将工件推离焊接承托组件5进行推料，推料器55为只从进料一端将其弹性下压的单向进出料方式，从而配合定位结构和焊接承托组件5的运行结构而得以适用，特别是能够将焊机应用于全自动化的生产加工线之中，工件连续一进一出可有效提升效率。

参考图7，推料器55的推料板为单侧钩状件，推料板的下端铰接在推料器55上，推料板与推料器55之间连接有压簧、弹簧等弹性件，推料板对向焊接承托组件5进料一端的侧边具有平面或弧形面的平滑面，推料板对向焊接承托组件5出料一端的侧边具有钩型凸起，工件进入时端部边缘抵接推料器55的平滑面使其更容易绕铰接处转动下压，然后推料器55的钩型凸起随弹性复位后便可卡接工件另一端部边缘并避免滑脱，推料器55可为弹簧支撑的上下伸缩的单向下压构件实现，推料板其也可为单向弹性可转棘轮通过弹性棘爪实现相同作用；焊接承托组件5侧壁上设置有与导轨平行且由电机驱动的同步带机构，推料器55与同步带紧接，同步带机构带动推料器55沿导轨往复移动，带轮电机可固定在焊接承托组件5上，推料器55也可通过齿轮齿条机构进行带动配合滑槽滑块实现往复，优选地，焊接承托组件5的两边侧边分别均设有两组的导轨、同步带机构和推料器55，每边侧壁的导轨和同步带机构上下平行地分置，推料器55分别紧接相应的同步带，下方的推料器55通过架体往上延伸使推料板与上方的推料器55在相同水平位置，两侧的两个推料器55沿焊接承托组件5分别同时进行上料和退料操作，并且配合对位组件33确保工件位置准确。

参考图2，焊接压紧机构4为左右相应布置的琴键压紧机构，焊接压紧机构4两端与相应的立架9连接，焊接承托组件5、定位装置均通过立架9支撑或承托，显然焊机两端至少分别设置两个立架9，两定位装置的定位环11与立架9可活动连接，焊接压紧机构4通过立架9架设在两定位装置之间的焊接承托组件5之上，同时焊接承托组件5于进料一端通过该立架9悬吊而穿过于两定位装置，从而构成工件需要沿焊接承托组件5通过定位机构、立架9和焊接压紧机构4进行加工宛如穿越隧道一进一出；另外，立架9可为单体架结构或双体架连接的双层结构，入图1的双层结构可在架体之间留出空位作为定位装置移动调位的空间，同时两架体可分别连接焊接压紧机构4和焊接承托组件5。

参考图1-3，隧道式焊件装载机组还包括承载焊接压紧机构4、焊接承托组件5和定位机构的机组座，单体架或双体架结构的立架9直立地安装在机组座靠近两端位置，调位装置也可安装在机组座上，机组座两端的下侧分别可装拆地与两个底座72连接，机组座两端的下侧分别设有连接块，连接块与底座72通过水平延伸的螺栓可调位连接，因此隧道式焊件装载机组可方便地调整其在底座72上的位置以和活动焊枪装置相对应；另外连接架73也可按需设置于机组座下方的空间而不产生干涉，由此确保立体框架具有足够的强度同时有效精简结构。

隧道式焊接系统的运行方法，包括步骤：一、各隧道式焊件装载机组根据所要加工的筒体工件外径尺寸，通过隧道式焊件装载机组的两定位装置联动地同步调控各限位点的位置至与工件外壁对应接近的位置，调位装置带动两定位装置升降移位，使定位装置中心至焊接承托组件5上端面距离与工件半径对应；二、各隧道式焊件装载机组分序按先后地装入工件，各自将卷圆的筒体工件一端对应沿焊接承托组件5的轴向放入至定位机构中，筒体工件接缝内侧与焊接承托组件5上端面搭接，定位装置的限位点限位筒体工件的形状和位置，各压位装置的压接位相应向筒体工件移动并压紧，焊接压紧机构4将筒体工件接缝处压紧在焊接承托组件5；三、活动焊枪装置按序移动至各隧道式焊件装载机组处将筒体工件于接缝处焊接成圆筒整体，各隧道式焊件装载机组在焊接完成后其压位装置的压接位和焊接压紧机构4松开，筒体工件从焊接承托组件5的另一端移出；四、各隧道式焊件装载机组进行下一工件焊接的装载，若工件尺寸不变则重复步骤二和三，若工件尺寸改变则重复步骤一、二和三。

隧道式焊接系统让筒体工件以类似通过隧道的方式按序分别定位固定到各隧道式焊件装载机组中，同时活动焊枪装置相应进行焊接；焊件装载机组的基本流程在于：按需实时调整定位机构，限位对齐装载工件、压夹紧固工件、固定焊接处、接缝焊接、松开并退料；在步骤一中，两定位装置同步调控各限位点位置对应工件外径的同时，压位装置也随之到达对应接近工件外壁的位置以便随时进行压接，同时调位装置带动定位装置使工件接缝处对应可放置到焊接承托组件5上，因此步骤二中，工件可直接沿着焊接承托组件5放入焊机，卷圆后的筒体工件在各限位点围绕下被限制而不能向外展开，同时压位装置也相当于具有限位作用，压位装置的压接位可就近向工件压接，同时压接位还可通过限位点的收缩而直接压接工件，压位装置的作用在于准确将工件保持整圆形状，由此其接缝两端无误地两端对向对合在焊接承托组件5上端并被焊接压紧机构4压紧固定，若筒体工件在焊接前没有保持正确的形状便容易影响焊缝的焊接后的筒体成品；同时，活动焊枪装置按序对各机组的工件焊合，保持各工件连续地以同一耗时经过机组，且活动焊枪装置连续运行无过长待机耗时，可灵活控制工作流程。

具体地，步骤一中，同步调控两定位装置的各限位件12沿定位环11同步径向调位，连杆31和压位组件32随相应的限位件12移位，调位装置带动两定位装置的定位环11和限位件12，以及压位装置的连杆31、压位组件32一同升降移位；步骤二中，筒体工件外壁对应与限位件12抵接，压位组件32对应压接筒体工件外壁从而使工件维持整圆形状。

再具体地，步骤一中，调位装置通过抬升器21承载定位环11升降移位，优选使用一升降电机25通过换向器22以传动连接轴驱动两个抬升器21分别承载两个定位装置的定位环11，同步实现定位装置连同压位装置的同步升降。

进一步地，限位件12以抵接杆121杆身作为限位点所在的抵接面，优选连杆31和抵接杆121对向工件的侧面相齐平，步骤二中，筒体工件装载时先经过抵接杆121导向置入并对应抵接，再到连杆31抵接，并通过各限位件12同步缩窄，连杆31同步夹接筒体工件，压位组件32驱动顶压件322以顶压杆3222压紧筒体工件表面，优选每个顶压件322的两个顶压杆3222与位于两者之间的连杆31形成弧形抵接贴合筒体工件壁面。

再进一步地，步骤二中，筒体工件放入时焊接承托组件5通过推料器55运送到衬板53所在位置，对位组件33的挡接部移动至对应衬板53后端的轴向位置作为对位；步骤三中，焊接完成后，对位组件33的挡接部移开，推料器55将筒体工件从焊接承托组件5的出料端推出，完成退料。

再进一步地，活动焊枪装置沿行走支撑梁62移动，行走支撑梁62沿各隧道式焊件装载机组延伸，活动焊枪装置沿行走支撑梁62即可移动至各机组。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上和下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.隧道式焊接系统，其特征在于：包括活动焊枪装置和至少两个隧道式焊件装载机组；隧道式焊件装载机组包括焊接压紧机构、焊接承托组件和定位机构；定位机构包括定位装置、调位装置和压位装置；定位装置有两个且相互对应，定位装置具有数个定心围绕分布且可调位的限位点；压位装置位于两定位装置之间，一个压位装置分别与两个定位装置上相应的限位点连接，压位装置可随限位点调位移动，压位装置具有压接位，压接位至少有两个并绕定位装置中心轴分布；调位装置可同步一致地带动两个定位装置升降移位；焊接承托组件悬空地从两定位装置的各限位点之间经过，焊接压紧机构位于焊接承托组件上方，焊接压紧机构可对应与焊接承托组件上端压接；活动焊枪装置可对应沿各隧道式焊件装载机组移动，且活动焊枪装置具有可活动的焊枪。

2.根据权利要求1所述的隧道式焊接系统，其特征在于：活动焊枪装置包括行走梁、行走支撑梁和活动焊枪机构，行走支撑梁沿各隧道式焊件装载机组延伸，行走梁可沿行走支撑梁移动地安装在行走支撑梁上，活动焊枪机构安装在行走梁上，活动焊枪机构具有可活动的焊枪。

3.根据权利要求1或2所述的隧道式焊接系统，其特征在于：定位装置包括定位环和限位件，定位环直立安设，数个限位件等距环绕地分布于定位环上，且各限位件可沿定位环径向地调位，限位件对向定位环中心的一端为用于抵接工件的限位点；压位装置包括连杆和压位组件，连杆与定位装置中心线平行，两定位装置对应的两限位件分别与一连杆的两端连接， 压位组件安装在连杆上；焊接承托组件悬空地从两定位环中穿过，焊接压紧机构位于两定位环之间的焊接承托组件的上方。

4.根据权利要求3所述的隧道式焊接系统，其特征在于：限位件末端设置有抵接杆，抵接杆与定位环轴线平行，其一端安装在限位件上并往外伸出，抵接杆向外的一端沿径向斜向外延伸。

5.根据权利要求4所述的隧道式焊接系统，其特征在于：限位件末端上设置有用于安装杆体的杆座，杆座一侧与限位件连接，杆座上设置有分别连接抵接杆和连杆的凹陷口，抵接杆和连杆对向定位装置中心的一侧壁面相齐平。

6.根据权利要求3所述的隧道式焊接系统，其特征在于：定位装置还包括驱动环，驱动环可转动地安装在定位环上，驱动环与限位件螺旋传动连接，且限位件与定位环滑动连接；限位件滑动安装在定位环的滑槽上。

7.根据权利要求3所述的隧道式焊接系统，其特征在于：压位装置还包括对位组件，对位组件安装在连杆上，对位组件具有可活动的挡接部。

8.根据权利要求1或2所述的隧道式焊接系统，其特征在于：调位装置包括抬升器，抬升器上设置有承托连接定位装置的升降座，每个定位装置分别连接一个抬升器，两个抬升器由电机同步驱动。

9.根据权利要求1或2所述的隧道式焊接系统，其特征在于：焊接承托组件为纵梁组件结构，焊接承托组件用于进料的一端悬吊设置，焊接承托组件对应进料的一端上设置有导向模。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的隧道式焊接系统的运行方法，其特征在于包括步骤：一、各隧道式焊件装载机组根据所要加工的筒体工件外径尺寸，通过隧道式焊件装载机组的两定位装置联动地调控各限位点的位置至与工件外壁对应的位置，调位装置带动两定位装置升降移位，使定位装置中心至焊接承托组件上端面距离与工件半径对应；二、各隧道式焊件装载机组分序按先后地装入工件，各自将筒体工件一端对应沿焊接承托组件的轴向放入至定位机构中，筒体工件接缝内侧与焊接承托组件上端面搭接，定位装置的限位点限位筒体工件的形状和位置，各压位装置的压接位相应向筒体工件移动并压紧，焊接压紧机构将筒体工件接缝处压紧在焊接承托组件；三、活动焊枪装置按序移动至各隧道式焊件装载机组处将筒体工件焊接，各隧道式焊件装载机组在焊接完成后其压位装置的压接位和焊接压紧机构松开，筒体工件从焊接承托组件的另一端移出。