CN111136411B - 一种钢质燃气管道的全自动外焊机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道焊接的技术领域，尤其是涉及一种钢质燃气管道的全自动外焊机，包括轨道、焊接小车和焊枪，焊接小车上设置有驱动机构，焊接小车上固定设置有调节机构，焊枪与焊接小车之间设置有焊枪支架，焊枪与焊枪支架固定连接，调节机构能够调节焊枪支架与焊接小车之间的位置；所述焊接小车上固定设置有距离传感器和控制器，距离传感器用于测量距离传感器距第一管道和第二管道拼接缝之间的距离，距离传感器将电信号传递至控制器，当距离传感器测定的数值超出控制器的阈值时，控制器控制调节机构移动以带动焊枪支架靠近或者远离焊缝。本发明能够实时调整焊枪的位置，能够提升焊接的质量，降低轨道安装的精度。

Description

一种钢质燃气管道的全自动外焊机

技术领域

本发明涉及管道焊接的技术领域，尤其是涉及一种钢质燃气管道的全自动外焊机。

背景技术

在然气的输送过程中一定会采用燃气管道进行输送，燃气管道的安装和焊接都是铺设管道必不可少的一部分，对于燃气管道来说，焊接质量的好坏直接影响燃气管道的使用寿命，焊接的速度则直接影响管道铺设的工程时间。在目前钢质燃气管道的焊接过程中，较为先进的技术是采用全自动外焊机对两节管道的接缝处进行焊接。

现有的全自动外焊机包括焊接小车、轨道和焊枪，轨道套设在一节管道上并且与该管道可拆卸固定连接，焊接小车架设在轨道上并且能够沿轨道匀速移动，焊枪则夹持固定在焊接小车上，焊枪朝向两节管道拼接的拼接缝位置。随着焊接小车在轨道上匀速移动，带动焊枪对管道的拼接缝处进行焊接作业，实现全位置的自动焊接。

上述现有技术的不足之处在于，轨道的安装过程中，要求轨道与管道的同心度较高，这样在焊接小车在轨道上逐步移动的过程中，才能够保证焊枪与管道拼接缝之间的距离变化不会太大，否则会影响焊接时的焊接效果。而调整轨道和管道的同心度的难度较高，所花费的时间也较长。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供了一种钢质燃气管道的全自动外焊机，达到了实时调整焊枪与焊缝之间间距的效果，从而降低了轨道与管道安装的同心度要求。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢质燃气管道的全自动外焊机，用于焊接第一管道和第二管道之间的拼接缝，包括轨道、焊接小车和焊枪，轨道套设在第一管道外侧并且与第一管道抵接固定，焊接小车上设置有驱动机构，在驱动机构的驱动下焊接小车能够沿轨道匀速移动，焊接小车上固定设置有调节机构，焊枪与焊接小车之间设置有焊枪支架，焊枪与焊枪支架固定连接，调节机构能够调节焊枪支架与焊接小车之间的位置；所述焊接小车上固定设置有距离传感器和控制器，距离传感器用于测量距离传感器距第一管道和第二管道拼接缝之间的距离，距离传感器将电信号传递至控制器，当距离传感器测定的数值超出控制器的阈值时，控制器控制调节机构移动以带动焊枪支架靠近或者远离焊缝。

通过采用上述技术方案，当需要对第一管道和第二管道进行焊接的时候，首先将轨道套设固定在第一管道的外周面上，之后将焊接小车安装在轨道上，利用驱动机构来驱动焊接小车相对轨道匀速移动，焊接小车带动焊枪支架和焊枪沿轨道的圆周轨迹移动，对第一管道和第二管道的拼接缝处进行焊接；在焊接的过程中，当距离测量传感器测得距离传感器距拼接缝的距离大于最高阈值时，利用控制器启动调节机构带动焊枪支架靠近拼接缝，当距离传感器测得距离传感器距拼接缝的距离小于最低阈值时，利用控制器启动调节机构带动焊枪支架远离拼接缝，从而保证焊枪与拼接缝之间的距离始终处于一个合适的距离，从而能够提升焊接的质量，降低轨道安装的精度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：调节机构包括调节电机、调节丝杆、导向杆和滑块，焊接小车上固定设置有安装部，安装部内部开设有空腔，调节丝杆穿过安装部并且与安装部的侧壁转动连接，导向杆平行于调节丝杆并且与安装部的侧壁固定连接，滑块位于空腔内，滑块与调节丝杆螺纹连接并且与导向杆滑动连接；安装部的外侧面开设有贯穿安装部侧壁的让位槽，焊枪支架穿过让位槽与滑块固定连接。

通过采用上述技术方案，启动调节电机，调节电机带动调节丝杆转动，从而使得滑块沿调节丝杆的轴向在空腔内移动，焊枪和焊枪支架随滑块一起移动，达到了调节焊枪位置的效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：驱动机构包括驱动电机、上滚轮、下滚轮、上固定架和下固定架，上固定架固定设置在焊接小车的下方，上滚轮与上固定架转动连接，下滚轮与下固定架转动连接，上固定架与下固定架之间互相连接，轨道位于上固定架与下固定架之间，上滚轮和下滚轮分别与轨道的外周面和内周面滚动接触。

通过采用上述技术方案，上固定架和下固定架上的上滚轮和下滚轮分别与轨道的外侧面和内侧面接触，从而保证焊接小车与轨道之间的稳定，驱动电机带动上滚轮转动，从而带动焊接小车沿轨道稳定移动，从而实现对管道的拼接缝进行匀速焊接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：上固定架与下固定架之间设置有处于拉伸状态的弹性组件，所述弹性组件的两端分别与上固定架和下固定架固定连接，弹性组件位于轨道的两侧。

通过采用上述技术方案，在安装外焊机的过程中，可以先将轨道套设固定在管道上，之后拉动弹性组件，使上固定架与下固定架之间的间距变大，将轨道安装在上固定架和下固定架之间，之后利用弹性组件带动上固定架和下固定架互相靠近，使得上滚轮和下滚轮分别与轨道的外周面和内周面贴合，实现快速安装。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：上固定架包括固定座和活动座，固定座和活动座均与上滚轮转动连接，焊接小车的底部开设有滑槽，滑槽与轨道的轴向平行，活动座与滑槽滑动配合，固定座与焊接小车固定连接，固定座与活动座之间设置有处于拉伸状态的拉紧弹簧，拉紧弹簧的两端分别与固定座和活动座固定连接。

通过采用上述技术方案，在安装焊接小车和轨道的过程中，可以将活动座在滑槽内滑动使活动座远离固定座，使得焊接小车的更加容易地安装在轨道上，之后在拉紧弹簧的作用下，活动座沿滑槽内向靠近固定座的方向移动，保证上滚轮和下滚轮全部都能与轨道接触，最终实现快速稳定安装的下效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述轨道的外周面上固定设置有两排限位板，两排限位板分别与固定座和活动座上的上滚轮的外周面的内侧接触。

通过采用上述技术方案，限位板能够对固定座和活动座上的上滚轮进行限位，在拉紧弹簧的作用下，能够保证固定座和活动座上的上滚轮分别与限位板进行抵接，使焊接小车相对轨道的移动更加稳定。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：轨道的外周面上开设有齿圈，所述上滚轮为与齿圈啮合的齿轮。

通过采用上述技术方案，通过齿轮和齿圈的啮合作用，能够降低焊接小车相对轨道产生滑动的可能性，提升焊接小车行走焊接的稳定性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：轨道上设置有多个定位螺栓，所述定位螺栓沿径向从外侧贯穿轨道并且与轨道螺纹连接。

通过采用上述技术方案，通过拧紧定位螺栓抵接管道，便于快速定位和固定轨道的位置，也便于调整轨道的位置。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

1、通过设置距离传感器，能够及时监测调整焊枪与焊缝的距离，达到了实时调整焊枪与焊缝之间间距的效果；

2、通过设置弹性组件，达到了便于在轨道上安装焊接小车的效果；

3、通过设置活动座和拉紧弹簧，进一步便于在轨道上安装焊接小车。

附图说明

图1是本实施例安装在管道上的三维结构示意图；

图2是调节机构的剖面结构示意图；

图3是图1中的局部A处放大图；

图4是突出显示焊接小车结构的三维示意图；

图5是弹性件的剖面结构示意图。

图中，1、轨道；11、限位板；13、定位螺栓；2、焊接小车；21、驱动机构；212、上滚轮；213、下滚轮；214、上固定架；2141、固定座；2142、活动座；2143、滑槽；2144、拉紧弹簧；215、下固定架；216、弹性组件；2161、套筒；2162、活塞杆；2163、活塞；2164、弹簧；22、调节机构；221、调节电机；222、调节丝杆；223、导向杆；224、滑块；23、距离传感器；24、安装部；241、空腔；242、让位槽；3、焊枪；31、焊枪支架；10、第一管道；20、第二管道。

具体实施方式

如图1所示，本实施例介绍了一种钢质燃气管道的全自动外焊机，用于焊接第一管道10和第二管道20之间的拼接缝。

如图1所示，全自动外焊机包括轨道1、焊接小车2和焊枪3，轨道1为圆管型，轨道1套设在第一管道10的外侧，并且轨道1与第一管道10应该尽可能保持同轴，焊接小车2连接在轨道1上，并且焊接小车2能够在轨道1的外周面上匀速行走，焊枪3连接在焊接小车1上，随着焊接小车2的行走，焊枪3对第一管道10和第二管道20之间的拼接缝进行焊接。

如图1所示，轨道1的周面上设置有多个定位螺栓13，定位螺栓13沿径向从外侧贯穿轨道1并且与轨道1螺纹连接。将轨道1拧紧定位螺栓13抵接第一管道10，便于快速定位和固定轨道1的位置，通过调整不同位置定位螺栓13与第一管道10之间的间距，能够调整轨道1与第一管道10之间的同轴度。

如图1所示，焊接小车2包括驱动机构21、调节机构22和距离传感器23，驱动机构21能够带动焊接小车2在轨道1上匀速行走，焊枪3通过焊枪支架31与调节机构22连接，调节机构22能够调节焊枪支架31靠近或者远离第一管道10和第二管道20之间的拼接缝，距离传感器23固定设置在焊接小车2上，距离传感器23和调节机构22之间设置有控制器。距离传感器23用于测量距离传感器23距第一管道10和第二管道20拼接缝之间的距离，距离传感器23将电信号传递至控制器，当距离传感器23测定的数值超出控制器的阈值时，控制器控制调节机构22移动以带动焊枪支架31靠近或者远离焊缝。在焊接的过程中，当距离测量传感器23测得距离传感器23距拼接缝的距离大于最高阈值时，利用控制器启动调节机构22带动焊枪支架31靠近拼接缝，当距离传感器23测得距离传感器23距拼接缝的距离小于最低阈值时，利用控制器启动调节机构22带动焊枪支架31远离拼接缝，从而保证焊枪3与拼接缝之间的距离始终处于一个合适的距离，从而能够提升焊接的质量，降低轨道1安装的精度。

如图2所示，调节机构22包括调节电机221、调节丝杆222、导向杆223和滑块224，焊接小车2上固定设置有安装部24，安装部24内部开设有空腔241，调节丝杆222穿过安装部24并且与安装部24的侧壁转动连接，导向杆223平行于调节丝杆222并且与安装部24的侧壁固定连接，滑块224位于空腔241内，滑块224与调节丝杆222螺纹连接并且与导向杆223滑动连接；安装部24的外侧面开设有贯穿安装部24侧壁的让位槽242，焊枪支架31穿过让位槽242与滑块224固定连接。启动调节电机221，调节电机221带动调节丝杆222转动，从而使得滑块224沿调节丝杆222的轴向在空腔241内移动，焊枪3和焊枪支架31随滑块224一起移动，达到了调节焊枪3位置的效果。

如图4所示，驱动机构21包括驱动电机、上滚轮212、下滚轮213、上固定架214和下固定架215，上固定架214固定设置在焊接小车2的下方，上滚轮212与上固定架214转动连接，下滚轮213与下固定架215转动连接，上固定架214与下固定架215之间互相连接，轨道1位于上固定架214与下固定架215之间，上滚轮212和下滚轮213分别与轨道1的外周面和内周面滚动接触。上固定架214和下固定架215上的上滚轮212和下滚轮213分别与轨道1的外侧面和内侧面接触，从而保证焊接小车2与轨道1之间的稳定，驱动电机带动上滚轮212转动，从而带动焊接小车2沿轨道1稳定移动，从而实现对第一管道10和第二管道20的拼接缝进行匀速焊接。

由于焊接小车2与轨道1之间移动的稳定性完全依赖于上滚轮212和下滚轮213与轨道1之间的摩擦力,特别是焊接小车2移动到轨道1最侧边的位置时，焊接小车2与轨道1之间的摩擦力较小，容易打滑，因此可以将焊接小车2与轨道1之间设置成另类的滚动接触，即齿轮啮合。在轨道1的外周面上开设齿圈，将上滚轮212设置为与齿圈啮合的齿轮。此时，通过上滚轮212和齿圈的啮合作用，能够降低焊接小车2相对轨道1产生滑动的可能性，提升焊接小车1行走焊接的稳定性。

一般来说，一种直径的轨道1上会安装一种与该直径轨道1相适配的焊接小车2，对于不同直径的轨道1则需要准备多个焊接小车2，或者多种规格的焊接小车2的底座。为了提升焊接小车2的适应性，如图4所示，可以在上固定架214与下固定架215之间设置有处于拉伸状态的弹性组件216，所述弹性组件216的两端分别与上固定架214和下固定架215固定连接，弹性组件216位于轨道1的两侧。在安装外焊机的过程中，可以先将轨道1套设固定在第一管道10上，之后拉动弹性组件216，使上固定架214与下固定架215之间的间距变大，将轨道1安装在上固定架214和下固定架215之间，之后利用弹性组件216带动上固定架214和下固定架215互相靠近，使得上滚轮212和下滚轮213分别与轨道1的外周面和内周面贴合，实现快速安装。同时对于不同直径的轨道1来说，上滚轮212与下滚轮213都能很好的与轨道1的内周面和外周面接触，适应性更好。

如图5所示，弹性组件216包括套筒2161、活塞杆2162、活塞2163和处于拉伸状态的弹簧2164，套筒2161与上固定架214固定连接，活塞2163在套筒2161内滑动连接，活塞杆2162与活塞2163固定连接并且伸出套筒2161远离上固定架214的一端，活塞杆2162伸出套筒2161的一端与下固定架215固定连接，弹簧2164位于活塞2163远离活塞杆2162的一侧，弹簧2164的两端分别与活塞2163和套筒2161固定连接。此时，下固定架215通过活塞杆2162带动活塞2163在套筒2161中滑动，从而改变下固定架215与上固定架216之间的长度，并且在弹簧2164的弹力作用下，能够带动下固定架215复位靠近上固定架214。

如图4所示，为了进一步提升焊接小车2与轨道1安装的便捷性，还可以将上固定架214分为固定座2141和活动座2142，固定座2141和活动座2142均与上滚轮212转动连接，焊接小车2的底部开设有滑槽2143，滑槽2143与轨道1的轴向平行，活动座2142与滑槽2143滑动配合，固定座2141与焊接小车2固定连接，固定座2141与活动座2142之间设置有处于拉伸状态的拉紧弹簧2144，拉紧弹簧2144的两端分别与固定座2141和活动座2142固定连接。在安装焊接小车2和轨道1的过程中，可以将活动座2142在滑槽2143内滑动使活动座2142远离固定座2141，使得焊接小车2的更加容易地安装在轨道1上，之后在拉紧弹簧2144的作用下，活动座2142沿滑槽2143内向靠近固定座2141的方向移动，保证上滚轮212和下滚轮213全部都能与轨道1接触，最终实现快速稳定安装的下效果。

如图1所示，还可以在轨道1的外周面上固定设置两排限位板11，再结合图4所示，两排限位板11分别与固定座2141和活动座2142上的上滚轮212的外周面的内侧接触。限位板11能够对固定座2141和活动座2142上的上滚轮212进行限位，在拉紧弹簧2144的作用下，能够保证固定座2141和活动座2142上的上滚轮212分别与限位板11进行抵接，使焊接小车相对轨道1的移动更加稳定。

本实施例的安装过程为：

首先拉动连接在固定座2141上的下固定架215，使得下固定架215与固定座2141之间的间距扩大，将固定座2141和下固定架215分别放置在轨道1一侧的上表面和下表面，之后利用弹性组件216复位下固定架215，使下固定架215与固定座2141之间夹紧轨道1进行初步定位；之后，拉动活动座2142远离固定座2141，同时拉动连接在活动座2142上的下固定架215远离活动座2142，的，此时手拿活动座2142，利用拉紧弹簧2144的弹力作用使活动座2142慢慢复位靠近固定座2141，在这个过程中活动座2142与下固定架215分别移动至轨道1的内外两侧，再松开连接在活动座2142上的下固定架215，完成焊接小车2与轨道1的安装，快捷方便。

焊接时，启动驱动机构21带动焊接小车2在轨道1上行驶，当距离测量传感器23测得距离传感器23距拼接缝的距离大于最高阈值时，利用控制器启动调节机构22带动焊枪支架31靠近拼接缝，当距离传感器23测得距离传感器23距拼接缝的距离小于最低阈值时，利用控制器启动调节机构22带动焊枪支架31远离拼接缝，从而保证焊枪3与拼接缝之间的距离始终处于一个合适的距离，从而能够提升焊接的质量，降低轨道1安装的精度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钢质燃气管道的全自动外焊机，用于焊接第一管道（10）和第二管道（20）之间的拼接缝，包括轨道（1）、焊接小车（2）和焊枪（3），轨道（1）套设在第一管道（10）外侧并且与第一管道（10）抵接固定，焊接小车（2）上设置有驱动机构（21），在驱动机构（21）的驱动下焊接小车（2）能够沿轨道（1）匀速移动，其特征在于，焊接小车（2）上固定设置有调节机构（22），焊枪（3）与焊接小车（2）之间设置有焊枪支架（31），焊枪（3）与焊枪支架（31）固定连接，调节机构（22）能够调节焊枪支架（31）与焊接小车（2）之间的位置；所述焊接小车（2）上固定设置有距离传感器（23）和控制器，距离传感器（23）用于测量距离传感器（23）距第一管道（10）和第二管道（20）拼接缝之间的距离，距离传感器（23）将电信号传递至控制器，当距离传感器（23）测定的数值超出控制器的阈值时，控制器控制调节机构（22）移动以带动焊枪支架（31）靠近或者远离焊缝；驱动机构（21）包括驱动电机、上滚轮（212）、下滚轮（213）、上固定架（214）和下固定架（215），上固定架（214）设置在焊接小车（2）的下方，上滚轮（212）与上固定架（214）转动连接，下滚轮（213）与下固定架（215）转动连接，上固定架（214）与下固定架（215）之间互相连接，轨道（1）位于上固定架（214）与下固定架（215）之间，上滚轮（212）和下滚轮（213）分别与轨道（1）的外周面和内周面滚动接触；上固定架（214）与下固定架（215）之间设置有处于拉伸状态的弹性组件（216），所述弹性组件（216）的两端分别与上固定架（214）和下固定架（215）固定连接，弹性组件（216）位于轨道（1）的两侧；上固定架（214）包括固定座（2141）和活动座（2142），固定座（2141）和活动座（2142）均与上滚轮（212）转动连接，焊接小车（2）的底部开设有滑槽（2143），滑槽（2143）与轨道（1）的轴向平行，活动座（2142）与滑槽（2143）滑动配合，固定座（2141）与焊接小车（2）固定连接，固定座（2141）与活动座（2142）之间设置有处于拉伸状态的拉紧弹簧（2144），拉紧弹簧（2144）的两端分别与固定座（2141）和活动座（2142）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种钢质燃气管道的全自动外焊机，其特征在于，调节机构（22）包括调节电机（221）、调节丝杆（222）、导向杆（223）和滑块（224），焊接小车（2）上固定设置有安装部（24），安装部（24）内部开设有空腔（241），调节丝杆（222）穿过安装部（24）并且与安装部（24）的侧壁转动连接，导向杆（223）平行于调节丝杆（222）并且与安装部（24）的侧壁固定连接，滑块（224）位于空腔（241）内，滑块（224）与调节丝杆（222）螺纹连接并且与导向杆（223）滑动连接；安装部（24）的外侧面开设有贯穿安装部（24）侧壁的让位槽（242），焊枪支架（31）穿过让位槽（242）与滑块（224）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种钢质燃气管道的全自动外焊机，其特征在于，所述轨道（1）的外周面上固定设置有两排限位板（11），两排限位板（11）分别与固定座（2141）和活动座（2142）上的上滚轮（212）的外周面的内侧接触。

4.根据权利要求1所述的一种钢质燃气管道的全自动外焊机，其特征在于，轨道（1）的外周面上开设有齿圈，所述上滚轮（212）为与齿圈啮合的齿轮。

5.根据权利要求1所述的一种钢质燃气管道的全自动外焊机，其特征在于，轨道（1）上设置有多个定位螺栓（13），所述定位螺栓（13）沿径向从外侧贯穿轨道（1）并且与轨道（1）螺纹连接。

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