CN1115702A - 将成型件焊在工件表面上的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将成型件焊在工件表面，尤其是弯曲的工件表面的设备，此设备至少有一个焊炬。

按本发明为了简化成型件在工件表面上的焊接，规定焊炬相对于焊缝的位置由一个成型的焊缝定位器来确定，焊缝定位器的断面形状要与成型件的断面形状相匹配，此时，焊缝定位器可在成型件上加载，在焊缝定位器上设有滚轮，焊缝定位器通过这些滚轮支靠在成型件上。

Description

将成型件焊在工件表面上的设备

本发明涉及一种将成型件焊在工件表面(Flaechenkoerpern)，尤其是弯曲的工件表面上的设备，此设备至少有一个焊炬。

将成型件焊在工件表面，尤其是弯曲的和大面积的工件上，仍经常用手工操作，因为现有已知的一些能自动焊接的设备都很昂贵。将成型件焊在工件表面上这一任务的提出例如发生在，当制造啤酒厂酿造间所需的酿造桶或类似物时，必须在酿造桶壁的周围焊上由成型件，例如角钢制成的加热边框。酿造桶的直径可在2至7米之间。相应地要在外圆周上焊接作为加热边框的环状成型件，这是相当麻烦的。如今通常将加热边框定位焊在外壁上作为预固定，接着一般还要通过手工操作实施环绕的焊接过程。当要将这种在结构上为成型件的加热边框焊在底部，尤其是一个凸形的或拱形的底部时，也同样会遇到这些问题。

因此本发明的目的是设计出一种设备，用它将成型件焊在工件表面，尤其是弯曲的工件上，它比迄今所有的简单得多。

按本发明为达到上述目的，建议将焊炬相对于焊缝的位置，由一个成型的焊缝定位器(Nahtabtaster)来确定，它的断面形状应与成型件的断面匹配，焊缝定位器可在成形件上加载并设有滚轮，定位器通过滚轮压在成型件上。

按本发明，焊炬的位置由一个成型的焊缝定位器确定，因此，焊缝定位器便确定了要产生的焊缝的位置。焊缝定位器具有成型件的断面形状，所以它可以靠在成型件上并扣盖此成形件，并因而测定了成形件的位置。在将焊缝定位器朝成型件靠时，通过滚轮来精确定位，滚轮设在焊缝定位器内，它们与成型件的外表面贴靠。焊缝定位器的正确定位自动地传递给焊炬，所以焊炬的定位可以自动进行。然后只需使工件表面相对于焊缝定位器作相对运动，所以，当成型件从焊炬旁经过时受到连续的焊接。

在本发明有优点的设计中，焊缝定位器可更换地装在托臂上。因此可通过更换焊缝定位器，以最佳方式适应成型件的变化。棱柱状滚轮已证明适用于作为成型件定位用的滚轮，尤其用在成型件是角型材的情况下。

在这种情况下，焊缝定位件具有折角形横截面。

在这种实施形式有优点的设计中，在焊缝定位器的内表面各设有两个沿焊缝走向间隔一定距离的滚轮。这样可以使焊缝定位器准确地定位和将它放在成型件上。焊缝定位器可通过不同的手段在成型件上加载，例如电液压或气动的，其中尤其优先采用气动加压装置。

在本发明有优点的改进设计中，焊缝定位器和焊炬装在十字滑架上。焊缝定位器通过十字滑架加载，并将运动传给焊炬，所以焊缝定位器通过十字滑架确定了焊炬的位置。在本发明另一个有优点的设计中，主要是为了提高效率，建议在十字滑架上通过托臂装两个焊缝定位器，用来同时焊接两条相隔一定距离的焊缝。例如，在焊接加热边框时，可将两件加热角钢同时焊在容器壁的外周边上。为了能补偿位置误差，在这种情况下两个焊缝定位器之间的距离是可以改变的。

在本发明另一个有优点的设计中，在焊缝定位器的所在部位设一个传感器，用以探测在成型件中的孔或凸起。通过传感器可以确认，所要产生的焊缝是否将要中断，这例如是在所要焊接的成型件已接近末端或其具有孔口的时候，在这些地方不应产生焊缝。在这种情况下，传感器将自动切断焊接设备。

本发明另一个有优点的设计中规定，焊缝定位器可绕一根垂直轴摆动地装在相关的托臂上。这就揭示了这样一个可能性，即焊缝定位器能最佳地适应各种情况。与此有关地，若在托臂上装设一个用于固定焊缝定位器摆动位置的装置也是有优点的。当焊缝定位器到达型材的终端并且走在前面的那些滚轮已经处于型材之外时，这一装置便能够例如制上住当时焊缝定位器的摆动。这样就能继续焊接直至终了，此时，焊缝定位器可被制动，所以它在没有支承时也能保持其应有的位置。

下面借助于附图所表示的实施例说明本发明。其中：

图1局部剖切地表示按本发明设备的示意透视图；以及

图2大体上沿图1的箭头II方向，从与图1相比略有修改的焊缝定位器上方看的俯视图。

在图中按本发明的设备总体用数字1表示。此设备用来在一个工件表面2上焊接一个成型件3，在所表示的实施例中是一个角型材。将这类成型件焊在一个工件表面2上之所以必要，是由于例如要制造酿酒锅。此时，成型件被用作加热边框和通入加热介质，例如热蒸汽。在图示的举例中，成型件3被焊在一个直立着的弯曲壁2上。按本发明的设备也同样可用于将螺旋形的成型件焊在凸的或凹的工件底上，在制造酿酒桶时也是需要经常这么做的。在图中所表示的实施例中，设备1包括两个焊缝定位器4a和4b，它们的横断面形状与成型件3的横断面形状相适应。焊缝定位器4a和4b可更换地固定在托臂5上，并可以按照所要焊接的型材加以更换满足不同的要求。在焊缝定位器内表面上装有棱柱形滚轮(prismenrollen)6，在焊接过程中它们支靠在成型件3的外表面上，并因而扣压着成型件3的表面。图中只画了上部的成型件，但在图中所表示的成型件3的下面所设的第二个成型件，也可通过焊缝定位器4b来定位和焊接。通过十字滑架9，为焊缝定位器配设用于安装焊炬8的托臂。焊缝定位器4的位置通过十字滑架9确定，从而也确定了焊炬8的位置。十字滑架9以图上设有进一步表示的方式装在设备支架的一个托架上，它可以沿箭头P1至P4的方向作水平和/或垂直移动。通过一个图中未进一步表示的传统的气动驱动装置来实施这些移动。十字滑架9的托臂9a相对于托臂9b安装成，在这两个臂之间沿高度方向的间距是可以改变的，所以这两个焊缝定位器彼此可在不同的间距下进行工作。

向焊炬8的供应也是按传统的类型和方式，通过相应的供应管路10进行。

焊炬8固定在托臂7上，它被安排成能绕轴线A摆动地调整。这一结构可以补偿有可能存在的误差。采用本发明的设备可按如下所述进行工作。

首先将一个工件，例如酿造桶的壁2，定位在一个星形支架11上，在这种情况下事先要将角型材3在少量的几个位置定位点焊在工件表面2上。现在，图中未表示的其上安装着焊接设备1的设备支架，将高度位置适当的焊接设备沿箭头P2方向朝工件表面2移动，直至焊缝定位器4a触摸到型材3。此时，棱柱形滚轮6与成型件3的外表面贴靠，必要时沿箭头方向P3、P4或甚至P1、P2自动地进行再调整，也就是说，焊缝定位器通过十字滑架9使焊炬8的托臂7定位，所以自动进行了焊炬8的定位工作。现在，可以通过向焊炬8适当地供气开始进行焊接过程。此时，使旋转设备11转动，于是，要产生的焊缝12便在恰当的位置，从焊炬8旁经过。这一过程连续进行。一旦焊缝12全部完成，十字滑架9可重新沿箭头P1方向移动，并可将工件2翻转过来。然后，焊炬8便可以相同的方式制造下部的焊缝13。

为了能够确认何时角型材将中断或角型材中何处有孔口，所以在焊缝定位器4处配有一个传感器14(在图示实施例中，为了能看得清楚，只在下部的焊缝定位器4b处画有此传感器14)。当传感器测知，在型材中有缝隙或此型材已是末端，它便自动地切断焊炬8的工作。还应指出，出自于同样的原因，即为了能使图看得更清楚，所以在图上没有表示装下焊炬的下托臂，它与装上焊炬8的托臂7是一样的。

采用按本发明的焊接设备显然不仅能完成圆形的焊接过程，而且也能进行螺旋形的焊接过程，也就是说，此设备可完全一样地用于这样的焊接过程，亦即此时在角型材旁焊接三个螺旋状的绕工件表面环行的型材。

在图2所示的大体沿图1中箭头方向H的俯视图中，表示了一个托臂5，与图1的实施例略有不同，在托臂5的下侧装了一个焊缝定位器4。在此实施例中，棱柱形滚轮6装在支承夹板15上。支承夹板本身则安装在焊缝定位器4的型面16上。焊缝定位器4可借助于一个铰链轴17，沿箭头方向P5绕轴线B偏转，所以焊缝定位器可相对于托臂5作某种摆动。托臂5朝向焊缝定位器的那一端设计成夹紧件，所构成的夹紧钳18和19，可通过在夹紧螺栓20上加拉力彼此靠近，并因而夹住铰链轴17。为了能在夹紧螺栓上施加拉力，用杠杆21向夹紧螺栓加载，杠杆21在轴22处可相对夹紧钳18摆动地支承在固定件23上，它的另一端上装了一个滚轮24。此滚轮本身可通过一个截锥状构件25加载，此设计成截锥状的构件25借助于一个气动作动筒26，可沿箭头P6的方向来回移动。

气动作动筒26可根据传感器14的信号加载。

在正常的焊接过程，也就是说，只要焊缝定位器的全部滚轮都支靠在要加以焊接的角型材上，此时，焊缝定位器可绕轴线B自由摆动地装在托臂5上，因而能像一个摇座那样来补偿不平度，此外，通过这种简单的办法还能适应须在其上进行焊接过程而有不同曲率的工件表面。

若现在传感器14确认已到达所要焊接的型材端部，那么在图中右边所表示的棱柱滚轮，随着在角型材和焊接设备之间继续进行的相对运动，首先与角型材脱离接触，于是传感器14发出一个信号给气动作动筒26。气动作动筒沿图中的左方推动截锥形构件25，从而压迫滚轮24向下。这一运动将传递给杠杆21，杠杆21则绕轴22顺时针转动，所以减小了两个夹紧钳18与19之间的间隙距离S。这样一来，铰链轴17被牢牢地夹紧，并因而将焊缝定位器锁定或夹紧在当时所处的摆动位置上，所以，即便在图中右边的棱柱滚轮6不再支承在此角型材上，仍能将此焊接过程进行到底。

因此按本发明的设备在总体上可以通过简单的方法，连续地焊接成型件，尤其是将它焊在弯曲的工件表面上。通过焊缝定位装置、在十字滑架上的悬挂装置以及在有关托臂上可使焊缝定位器像摇座那样摆动的悬挂装置，保证能在一个大的程度内补偿位置误差和加工误差，并能使焊缝定位器方便地适应不同的曲率。焊缝定位器不断探测焊缝的位置，并相应地控制焊炬。

Claims (13)

1.将成型件焊在工件表面，尤其是弯曲的工件表面上的设备，此设备至少有一个焊炬，其特征为：焊炬(8)相对于焊缝(12，13)的位置，由一个成型的焊缝定位器(4、4a、4b)来确定，焊缝定位器的断面形状要与成型件的断面形状相匹配，此时，焊缝定位器(4、4a、4b)可在成型件上加载，焊缝定位器上设有滚轮(6)，焊缝定位器可通过这些滚轮支靠在成型件上。

2.按照权利要求1所述之设备，其特征为：焊缝定位器(4、4a、4b)可更换地装在一个托臂(5)上。

3.按照权利要求1或2所述之设备，其特征为：滚轮(6)设计为棱柱形滚轮。

4.至少按照权利要求1至3之一所述之设备，其特征为：成型件(3)是角型材。

5.按照权利要求4所述之设备，其特征为：焊缝定位器(4、4a、4b)具有折角状横截面。

6.至少按照前述诸权利要求之一所述之设备，其特征为：在焊缝定位器(4、4a、4b)的内表面，各有两个沿焊缝走向隔开一定距离的滚轮(6)。

7.至少按照前述诸权利要求之一所述之设备，其特征为：设有一个用于焊缝定位器的气动加压装置。

8.至少按照前述诸权利要求之一所述之设备，其特征为：焊缝定位器(4、4a、4b)和焊炬(8)都安装在一个十字滑架(9)上。

9.至少按照前述诸权利要求之一所述之设备，其特征为：在十字滑架(9)上通过托臂(5)装有两个焊缝定位器(4a、4b)，用来同时焊接两条相隔一定距离的焊缝。

10.按照权利要求9所述之设备，其特征为：这两个焊缝定位器(4a、4b)之间的距离是可以改变的。

11.至少按照前述诸权利要求之一所述之设备，其特征为：在焊缝定位器所在部位，装有一个传感器(14)，用来探测在成型件(3)上的孔或凸起。

12.至少按照前述诸权利要求之一所述之设备，其特征为：焊缝定位器(4、4a、4b)可绕一根垂直轴线(B)偏摆地装在有关的托臂(5)上。

13.按照权利要求12所述之设备，其特征为：设置一个装置(17—27)，用来限定焊缝定位器在托臂(5)上的摆动位置。

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