CN111482674B - 一种智能环保焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能环保焊接机，机架上设有运送棱锥钢管的输送装置、夹紧钢管的夹紧装置和位于输送装置上方的焊接装置、驱动夹紧装置的动力装置和控制装置；夹紧装置包括两组对称设置且同时动作的夹紧组件，每组夹紧组件设置有安装架、夹紧轮和驱动夹紧轮夹紧棱锥钢管的夹紧驱动组件，安装架上设有夹紧驱动组件，夹紧轮转动设置于夹紧驱动组件，夹紧时，夹紧轮相对于棱锥钢管的长度方向上滚动；焊接装置包括锥度调节组件、焊头、焊丝和探针，焊接时，探针指引焊头和焊丝配合焊接待焊接缝隙，锥度调节组件调节焊头和探针的高度以适应棱锥钢管的锥度。提高了多棱锥形钢管的生产效率和质量，减少人工，降低了生产成本和对环境的污染。

Description

一种智能环保焊接机

技术领域

本发明涉及钢管焊接设备技术领域，尤其涉及一种用于焊接锥形钢管的智能环保焊接机。

背景技术

随着经济发展科技进步，钢管材的应用范围迅速扩大应用数量急剧上升,钢管材种类亦不断推陈出新，多棱锥形钢管由于承受力优越结构美观而得到广泛应用，尤其是在输电线路钢管杆塔，通信杆塔和高杆灯的产品上应用数量较多。

由于多棱锥形钢管不仅有锥度而且有棱边，在钢管加工制造业中人工占多数，但是在批量制造过程中，人工操作不仅效率低产品质量波动不稳，且近几年人工成本高涨，增大生产成本，因此，当下迫切需要一种自动化程度较高的用于制造多棱锥形钢管的装置。

当下多棱锥形钢管的加工，首先需要先将坯片人工组装好初步点焊后，再在埋弧焊机上进行焊缝的焊接，不仅工序繁琐而且生产效率易受操作工人影响。另外，人工组装点焊和埋弧焊接的过程中焊接烟尘太多，这种环境对操作工人身体造成很大的伤害。

经济需要发展，生态环境更要保护，钢管加工制造企业要追求生产效率也更要将环境的保护放在首位。而多棱锥形钢管的加工制造离不开焊接，焊接会产生烟尘，如何将焊接烟尘处理后做到既不伤害操作工人又能保护环境也是钢管制造企业亟待解决的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能环保焊接机，能提高多棱锥形钢管的生产效率和质量，降低生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种智能环保焊接机，设置有机架，其特征在于，所述机架上设置有运送棱锥钢管的输送装置、夹紧所述钢管的夹紧装置和位于所述输送装置上方的焊接装置、驱动所述夹紧装置的动力装置和控制装置；

所述夹紧装置包括两组对称设置且同时动作的夹紧组件，每组夹紧组件设置有安装架、夹紧轮和驱动所述夹紧轮夹紧所述棱锥钢管的夹紧驱动组件，所述安装架上设置有所述夹紧驱动组件，所述夹紧轮转动设置于所述夹紧驱动组件，夹紧时，所述夹紧轮相对于所述棱锥钢管的长度方向上滚动；

所述焊接装置包括锥度调节组件、焊头、焊丝和探针，焊接时，所述探针伸入所述棱锥钢管的待焊接缝隙中，指引所述焊头和所述焊丝配合焊接所述待焊接缝隙，所述锥度调节组件调节所述焊头和所述探针的高度以适应所述棱锥钢管的锥度。

优选的，所述输送装置包括承托板、钢管支撑架、输送电机和输送齿轮，所述承托板上固定设置有多个钢管支撑架，所述承托板底部设置有与所述输送齿轮啮合的齿条，所述输送电机驱动所述输送齿轮带动所述承托板运动。

优选的，所述钢管支撑架设置为V形托架。

优选的，所述智能环保焊接机设置有反转装置，所述反转装置包括：顶起架、驱动所述顶起架可上下移动的液压缸和安装于所述顶起架上的两个托载所述棱锥钢管的滚轮，当液压缸顶起所述顶起架时，所述棱锥钢管升高脱离所述钢管支撑架，电机驱动两个所述滚轮转动带动所述棱锥钢管滚动。

优选的，所述控制装置控制所述输送装置、所述夹紧装置、所述动力装置、焊接装置和所述反转装置。

优选的，所述锥度调节组件包括：锥度调节块、丝杠和锥度调节电机，所述锥度调节块上固定连接有所述焊头和所述探针，所述探针位于所述焊头的前方，所述焊头连通有焊剂箱，所述锥度调节块和所述机架间设置有第一竖向导轨，所述锥度调节电机驱动所述丝杠带动所述锥度调节块沿所述第一竖向导轨可上下移动。

优选的，所述智能环保焊接机还包括提升所述夹紧装置的提升装置，所述提升装置包括：提升电机、同步桥和同步器，所述同步桥转动安装于所述机架上，所述提升电机驱动所述同步桥转动，所述同步桥的两端分别连接有所述同步器，所述同步桥和所述安装架连接，两所述安装架与所述机架之间设置有第二竖向导轨，所述提升电机通过所述同步桥带动所同步器使两个所述安装架同时沿所述第二竖向导轨可上下移动。

优选的，夹紧驱动组件包括夹紧液压缸、夹紧臂和斜向导轨，所述斜向导轨包括与所述夹紧臂固定的导向柱和固定在所述安装架上并与所述导向柱相适配的导向槽，所述夹紧液压缸的缸体固定在所述安装架上，所述夹紧液压缸的活塞杆与夹紧臂连接，所述夹紧轮安装在所述夹紧臂上。

优选的，所述动力装置包括液压站。

优选的，所述智能环保焊接机设置有废烟收集装置，所述废烟收集装置包括集烟端口、通烟管道、抽烟机和焊烟处理箱，所述抽烟机将焊烟经所述集烟端口和所述通烟管道抽进所述焊烟处理箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的智能环保焊接机将多棱锥形钢管的组杆和焊接两个重要工艺实现智能自动化，减少了工人的工作量同时保证了产品质量，大大提高了多棱锥形钢管的生产制造效率。

本发明的夹紧装置不仅能对棱锥形钢管的锥度变化进行有效可靠地夹紧，而且能适应多种不同口径的棱锥形钢管。

本发明的焊接装置设置的锥度调节组件能准确有效地根据棱锥形钢管的锥度做出调节，对有锥度的钢管进行焊接，焊接质量可靠并且焊接效率高。锥度调节块在探测针的实时采集并反馈给控制装置，控制装置分析后对锥度调节电机作用，能准确有效的对钢管的锥度做出调节，有效克服了带有锥度的锥形钢管合缝焊接的行业难题。

本发明的废烟收集装置可以全面有效地将焊接产生的烟尘吸收处理，化解了企业发展与环保的矛盾。

本发明的所述输送装置的钢管支撑架采用V型托架，克服了锥形钢管多棱难以定位的难题，使放置在输送装置上的锥形多棱钢管能平稳的通过齿轮齿条啮合进行准确输送。

本发明的控制装置控制的翻转装置使翻转滚轮对多棱锥形钢管进行有效的抬升和准确的翻转，减少人工，使生产更智能更高效。

综上所述，本发明的智能环保焊接机能提高多棱锥形钢管的生产效率和质量，减少人工使用，降低生产成本，减小对工人健康的影响，并且不污染环境。

附图说明

图1是本发明智能环保焊接机的结构示意图；

图2是本发明智能环保焊接机的侧视结构的示意图(逆时针旋转90°)；

图3是图2中本发明智能环保焊接机的A处的放大结构示意图(顺时针旋转90°)；

图4是图2中本发明智能环保焊接机的B处的放大结构示意图(顺时针旋转90°)；

图5是反转装置的结构示意图；

图6是图1中焊接装置的结构示意图；

图中：1-机架，11-门形架；2-夹紧装置，20-安装架，21-夹紧轮；3-输送装置，31-承托板，32-钢管支撑架，33-输送电机，34-输送齿轮，35-输送齿条，36-防偏滚轮；4-反转装置，41-顶起架，42-液压缸，43-滚轮；5-控制装置；6-夹紧装置，60-夹紧液压缸，61-夹紧臂,62-斜向导轨,620-导向柱；7-焊接装置，71-锥度调节组件，710-锥度调节块，711-丝杠，712-锥度调节电机，72-焊头，73-焊丝盘，74-探针，75-焊剂箱；8-动力装置；9-废烟收集装置，91-集烟端口，92-通烟管道；10-提升装置，101-提升电机，102-同步桥，103-同步器，104-第二竖向导轨；L-棱锥钢管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

智能环保焊接机，机架1的底座上设置有运送棱锥钢管的输送装置3，夹紧钢管的夹紧装置2设置在机架1的门形架11上，输送装置3上方设置有焊接装置7，驱动上述夹紧装置2夹紧的动力装置8安装门形架11上，动力装置8优选设置为液压站。

夹紧装置2包括两组对称设置且同时动作的夹紧组件，为保证两组夹紧组件同时动作，本发明采用同步链和多个同步链轮来实现，也可以采用电气控制等其他方式来实现。每组夹紧组件设置有安装架20、夹紧轮21和驱动夹紧轮21夹紧棱锥钢管31的夹紧驱动组件，安装架20设置为可沿门形架11上下移动的安装板，安装架20上设置有夹紧驱动组件，本实施例中，夹紧驱动组件优选设置为包括夹紧液压缸60、夹紧臂61和斜向导轨62，斜向导轨62包括与夹紧臂固定的导向柱620和固定在安装架20上并与导向柱620相适配的导向槽，夹紧液压缸60的缸体固定在安装架20上，夹紧液压缸的活塞杆与夹紧臂61连接，夹紧轮21安装在夹紧臂61上。如本实施例的图1中，夹紧轮21包括左夹紧轮和右夹紧轮，左夹紧轮和右夹紧轮分别转动设置于左夹紧臂和右夹紧臂上，夹紧时，输送装置带动锥形钢管运动，同时焊接装置焊接锥形钢管，此时，左夹紧轮和右夹紧轮在运动的棱锥钢管表面沿着棱锥钢管L长度方向上滚动，上述的夹紧装置不仅能适应棱锥形钢管的锥度变化进行有效可靠地夹紧，并且能适应多种口径的棱锥形钢管。

如图1和图6所示的本实施例的焊接装置7包括锥度调节组件71、焊头72、焊丝73和探针74，焊接时，所述探针74伸入棱锥钢管的待焊接缝隙中，指引焊头72和焊丝73配合焊接待焊接缝隙，锥度调节组件71调节焊头72和探针74的高度以适应棱锥钢管的锥度。本实施例中，锥度调节组件71优选设置为包括：锥度调节块710、丝杠711和锥度调节电机712，锥度调节块710上固定连接有焊头72和探针74，探针位于焊头72的前方(以生产时棱锥形钢管随输送装置前进的方向为前方，反之为后方)，焊头72连通有焊剂箱75，锥度调节块710和机架1间设置有第一竖向导轨，锥度调节电机712驱动丝杠711带动锥度调节块710沿第一竖向导轨可上下移动。

输送装置3包括承托板31、钢管支撑架32、输送电机33和输送齿轮34，承托板31上固定设置有多个钢管支撑架32，承托板31底部设置有与输送齿轮34啮合的输送齿条35，输送电机33驱动输送齿轮34带动承托板31运动,进一步优化，为防止输送装置3的承托板31运行过程中偏斜，在机架1底部上的安装位于承托板31两侧的防偏转滚轮36，在承托板31运行时，防偏转滚轮36相对承托板31转动。

如图1和图3所示，优选将钢管支撑架32设置为V形托架。本发明的输送装置的钢管支撑架采用V型托架，解决了锥形钢管多棱难以定位的难题，使放置在输送装置上的锥形多棱钢管能平稳的通过齿轮齿条啮合进行准确输送。

智能环保焊接机设置有反转装置4，如图1和图5共同所示，反转装置4包括：顶起架41、驱动顶起架41可上下移动的液压缸42和安装于顶起架上的两个托载棱锥钢管的滚轮43，当液压缸向上顶起上述顶起架41时，棱锥钢管L升高脱离钢管支撑架32，电机(图中未示出)驱动两个滚轮43转动带动棱锥钢管滚动,控制装置5控制电机转动一定的转数使两个滚轮43将棱锥钢管滚动到另一侧待焊接焊缝对准焊接装置的焊接位置。

智能环保焊接机还设置有控制装置5；控制装置5控制输送装置3、夹紧装置2、动力装置8、焊接装置7和反转装置4。

智能环保焊接机还包括提升所述夹紧装置的提升装置10，提升装置10包括：提升电机101、同步桥102和同步器103，同步桥102转动安装于机架1上，同步桥102的两端分别连接有同步器103，同步桥102和夹紧装置的安装架20连接，两个安装架20分别与机架1的门型架11之间设置有第二竖向导轨104，提升电机101驱动同步桥102转动，经同步器103减速后，使两个安装架20同时沿第二竖向导轨104可上下移动。

由于需要焊接的棱锥型钢管主要用作电力杆塔等大型管塔，其口径比较大，将棱锥型钢管L放置输送装置的钢管支撑架32上时，为避免锥型钢管L碰损夹紧装置，需要在放置棱锥型钢管L前，将夹紧装置提升，以增大空间，待棱锥型钢管L放置输送装置的钢管支撑架32上后，再将夹紧装置降下，夹紧装置进行夹紧棱锥型钢管L。

智能环保焊接机设置有废烟收集装置9，废烟收集装置包括集烟端口91、通烟管道92、抽烟机和焊烟处理箱，集烟端口91采用烟尘罩，抽烟机将焊烟经集烟端口和通烟管道92抽进焊烟处理箱，焊烟处理箱为市面上可以买到的过滤器，在此不再赘述。

本发明的智能环保焊接机工作原理：

先将对合的两个半锥形钢管坯片用管箍或其他专用夹具抱合在一起，将棱锥形钢管放置在输送装置3的钢管支撑架32上，钢管支撑架32定位的两片多棱锥形钢管坯片，在操作工人通过操作控制装置5的控制屏，根据设计的参数输入控制装置5后，控制装置发出信号使输送装置3将坯片快速输送到焊接装置7的探测针74附近时，控制装置5调节输送装置使其切换到进行慢速输送，与此同时，焊接装置7的锥度调节块710也由快速下降变为慢速下降，当探针74进入到两个坯片间的缝隙时，通过控制提升装置10同步桥102和同步器103来控制安装架20沿着第二竖向导轨104(包括左导轨和右导轨)下滑至适当位置让左加紧轮和右加紧轮与棱锥形钢管L坯片的棱边平行，此时，夹紧装置的两个夹紧液压缸60在控制装置5的作用下使左加紧轮和右加紧轮将棱锥形钢管L的坯片加紧，此时，靠近焊缝的焊头72在的焊剂箱75内的焊剂和焊丝盘73上焊丝的配合下开始工作，将匀速移动的两棱锥形钢管L坯片构成的待焊接焊缝进行焊接，集烟端口91通过烟感器反馈到控制装置5的信息将焊接烟尘进行有效回收。

锥度调节块710随着棱锥形钢管L的坯片的锥度变化由控制装置5通过控制锥度调节电机712和丝杠711进行调节焊头72的高度，以适应棱锥形钢管L的坯片的锥度变化，左加紧轮和右加紧轮通过各自的夹紧液压缸60调节适应配片的锥度。在焊接棱锥形钢管L的过程中合缝后缝隙的宽窄，焊缝位置的高矮及电流的大小三者实时反馈给控制装置5分析调节，在焊接完棱锥形钢管L的一侧焊缝后，焊接装置和夹紧装置回到初始位置，然后控制装置5通过控制反转装置4的反转液压缸和反转滚轮，将棱锥钢管L提升后翻转180°后重复上述焊接过程，直至将棱锥钢管L的坯片另一侧的焊缝焊接完成。

控制装置5通过对成品焊缝的分析对比，及时调节伺服电机和提升电机101，同时有效调节焊头72电流大小，使焊头焊接的焊缝保质保量达到设定要求，此过程中合缝后缝隙的宽窄，焊缝位置的高矮及电流的大小三者实时反馈给控制装置5分析调节，避免了人机交互的延迟，实现全自动智能控制加工。

本发明不局限于上述实施例，一切基于本发明的构思、原理、结构和方法，所做出的种种改进，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能环保焊接机，设置有机架，其特征在于，所述机架上设置有运送棱锥钢管的输送装置、夹紧所述钢管的夹紧装置和位于所述输送装置上方的焊接装置、驱动所述夹紧装置的动力装置和控制装置；

所述夹紧装置包括两组对称设置且同时动作的夹紧组件，每组夹紧组件设置有安装架、夹紧轮和驱动所述夹紧轮夹紧所述棱锥钢管的夹紧驱动组件，所述安装架上设置有所述夹紧驱动组件，所述夹紧轮转动设置于所述夹紧驱动组件，夹紧时，所述夹紧轮相对于所述棱锥钢管的长度方向上滚动；

所述焊接装置包括锥度调节组件、焊头、焊丝和探针，焊接时，所述探针伸入所述棱锥钢管的待焊接缝隙中，指引所述焊头和所述焊丝配合焊接所述待焊接缝隙，所述锥度调节组件调节所述焊头和所述探针的高度以适应所述棱锥钢管的锥度。

2.如权利要求1所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，所述输送装置包括承托板、钢管支撑架、输送电机和输送齿轮，所述承托板上固定设置有多个钢管支撑架，所述承托板底部设置有与所述输送齿轮啮合的齿条，所述输送电机驱动所述输送齿轮带动所述承托板运动。

3.如权利要求2所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，所述钢管支撑架设置为V形托架。

4.如权利要求2所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，所述智能环保焊接机设置有反转装置，所述反转装置包括：顶起架、驱动所述顶起架可上下移动的液压缸和安装于所述顶起架上的两个托载所述棱锥钢管的滚轮，当液压缸顶起所述顶起架时，所述棱锥钢管升高脱离所述钢管支撑架，电机驱动两个所述滚轮转动带动所述棱锥钢管滚动。

5.如权利要求4所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，所述控制装置控制所述输送装置、所述夹紧装置、所述动力装置、焊接装置和所述反转装置。

6.如权利要求1所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，所述锥度调节组件包括：锥度调节块、丝杠、锥度调节电机，所述锥度调节块上固定连接有所述焊头和所述探针，所述探针位于所述焊头的前方，所述焊头连通有焊剂箱，所述锥度调节块和所述机架间设置有第一竖向导轨，所述锥度调节电机驱动所述丝杠带动所述锥度调节块沿所述第一竖向导轨可上下移动。

7.如权利要求1所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，所述智能环保焊接机还包括提升所述夹紧装置的提升装置，所述提升装置包括：提升电机、同步桥和同步器，所述同步桥转动安装于所述机架上，所述提升电机驱动所述同步桥转动，所述同步桥的两端分别连接有所述同步器，所述同步桥和所述安装架连接，两所述安装架与所述机架之间设置有第二竖向导轨，所述提升电机通过所述同步桥带动所同步器使两个所述安装架同时沿所述第二竖向导轨可上下移动。

8.如权利要求1所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，夹紧驱动组件包括夹紧液压缸、夹紧臂和斜向导轨，所述斜向导轨包括与所述夹紧臂固定的导向柱和固定在所述安装架上并与所述导向柱相适配的导向槽，所述夹紧液压缸的缸体固定在所述安装架上，所述夹紧液压缸的活塞杆与夹紧臂连接，所述夹紧轮安装在所述夹紧臂上。

9.如权利要求1所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，所述动力装置包括液压站。

10.如权利要求1所述的一种智能环保焊接机，其特征在于，所述智能环保焊接机设置有废烟收集装置，所述废烟收集装置包括集烟端口、通烟管道、抽烟机和焊烟处理箱，所述抽烟机将焊烟经所述集烟端口和所述通烟管道抽进所述焊烟处理箱。

Images