CN112008197A - 一种滚筒环形焊缝内部焊接工艺及装置 - Google Patents

一种滚筒环形焊缝内部焊接工艺及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及滚筒加工技术领域的一种滚筒环形焊缝内部焊接工艺及装置，包括手持式示教器、机械式焊缝跟踪系统、滚轮架和影像辅助组件，机械式焊缝跟踪系统和影像辅助组件分别设置在滚筒外壳的两端，机械式焊缝跟踪系统上连接有折叠焊枪，影像辅助组件包括影像支架和可升降连接在影像支架上的伸缩杆，伸缩杆远离影像支架的一端连接有高清摄像头，高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统分别与滚筒外壳外部的手持式式示教器电连接，手持式式示教器根据高清摄像头反馈的影像对机械式焊缝跟踪系统进行调整，使折叠焊枪与滚筒内部的环形焊缝相对应。本发明工艺操作方便，装置结构简单，对操作人员技术要求低，可提高滚筒内部环形焊缝的焊接质量和焊接效率。

Description

一种滚筒环形焊缝内部焊接工艺及装置
技术领域
本发明属于滚筒加工技术领域，具体地，涉及一种滚筒环形焊缝内部焊接工艺及装置。
背景技术
目前，由于滚筒结构和尺寸的限制，市面上还没有对滚筒环形焊缝进行有效的内部焊接的工艺和装置，现有技术多数采用只在外面焊接，即单面焊双面成型工艺来完成，单面焊双面成型过程中，对焊工技术要求较高，且焊接效率较低，焊接质量不稳定。为此，亟需加以改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种滚筒环形焊缝内部焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将滚筒外壳放置到可驱动滚筒外壳旋转的支架上；
S2、在滚筒外壳的一端设置高清摄像装置，所述高清摄像装置可通过伸缩机构将高清摄像头伸入滚筒外壳内；
S3、在滚筒外壳的另一端设置机械式焊缝跟踪系统，所述机械式焊缝跟踪系统将折叠焊枪伸至滚筒外壳内，并使折叠焊枪与滚筒外壳内部的环形焊缝相对应；
S3、利用高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统对滚筒外壳内部的焊缝位置进行精确定位；
S4、将高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统与滚筒外壳外部的手持式式示教器相连接，利用手持式式示教器控制机械式焊缝跟踪系统上的折叠焊枪对滚筒内部的环形焊缝进行焊接。
作为本发明的另一方面，本发明提出了一种基于上述滚筒环形焊缝内部焊接工艺的滚筒环形焊缝内部焊接装置，包括手持式示教器、机械式焊缝跟踪系统、滚轮架和影像辅助组件，所述滚轮架上滚动放置有滚筒外壳，所述机械式焊缝跟踪系统和影像辅助组件分别设置在滚筒外壳的两端，所述机械式焊缝跟踪系统上连接有折叠焊枪，所述机械式焊缝跟踪系统将折叠焊枪伸入滚筒外壳内，所述影像辅助组件包括影像支架和可升降连接在影像支架上的伸缩杆，所述伸缩杆远离影像支架的一端连接有相机支架，所述相机支架上连接有高清摄像头，所述高清摄像头通过伸缩杆伸入滚筒外壳内，所述高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统分别与滚筒外壳外部的手持式式示教器电连接，所述手持式式示教器根据高清摄像头反馈的影像对机械式焊缝跟踪系统进行调整，使折叠焊枪与滚筒外壳内部的环形焊缝相对应。
优选的，所述滚轮架包括滚轮架底座、T形架和滚轮支撑架，所述滚轮支撑架一端通过转轴与滚轮架底座相铰接，另一端通过T形架可升降连接在滚轮架底座上，所述滚轮支撑架的两端分别设有主动架和从动架，且主动架和从动架的外侧对应设有止窜辊底座，所述止窜辊底座上设有与滚筒外壳两端相对应的止窜辊，所述主动架和从动架的两侧分别设有固定滚轮座和滑动滚轮座，所述固定滚轮座和滑动滚轮座上对应设置有滚轮，所述主动架两侧的滚轮通过轮轴传动连接有滚轮电机，所述从动架通过带自锁分度销可滑动连接在滚轮支撑架上，所述主动架和从动架上分别设有滚轮间距调整机构，所述滚轮间距调整机构可使滑动滚轮座靠近或远离固定滚轮座。通过调整带自锁分度销和滚轮间距调整机构，使滚轮架满足多种规格滚筒的加工需要。
优选的，所述T形架包括油缸、拉杆和三角板，所述油缸和拉杆分别铰接在滚轮架底座上，所述油缸的活塞杆与三角板的顶角相铰接，所述拉杆远离滚轮架底座的一端与三角板的一个底角相铰接，所述三角板的另一个底角与滚轮支撑架的中间部位相铰接，通过T形架使滚轮支撑架远离转轴的一端可升降调节，方便施焊。
优选的，所述滚轮间距调整机构包括丝杆和手轮，所述丝杆的中部转动连接在固定滚轮座上，且丝杆的一端与滑动滚轮座螺纹连接，所述手轮连接在丝杆远离滑动滚轮座的一端，从而调整滚轮的间距，满足不同规格滚筒的加工需要。
优选的，所述影像支架连接在滚轮支撑架可升降端的止窜辊底座上。
优选的，所述机械式焊缝跟踪系统包括焊接操作机、伸入组件、翻转组件、直线焊接摆动器和送丝机，所述送丝机通过送丝机托架连接在焊接操作机的横臂上，所述伸入组件连接在直线焊接摆动器上，所述直线焊接摆动器通过翻转组件可翻转连接在焊接操作机的横臂上，所述伸入组件包括伸入臂、螺纹连接杆、折臂连接杆顶杆、折叠焊枪和焊枪摄像头，所述折叠焊枪包括折臂、折臂加长臂和微型枪头，所述微型枪头通过折臂加长臂与折臂相连接，所述焊枪摄像头连接在折臂加长臂上，所述折臂远离折臂加长臂的一端间隔设有两个连接孔，所述两个连接孔分别与伸入臂和折臂连接杆顶杆相铰接，所述伸入臂远离折臂的一端设有配重块和驱动电机，所述驱动电机的输出轴与螺纹连接杆传动连接，所述折臂连接杆顶杆远离折臂的一端设有与螺纹连接杆相匹配的螺纹内腔，所述驱动电机通过螺纹连接杆驱动折臂连接杆顶杆沿伸入臂前后移动，带动折臂调整微型枪头与滚筒外壳内部的环形焊缝相对应。
优选的，所述翻转组件包括固定在焊接操作机的横臂上的翻转电机和连接在翻转电机输出轴上的直线焊接摆动器连接座。
优选的，所述焊接操作机的型号为LHQ2020。
本发明还包括能够使该滚筒环形焊缝内部焊接工艺及装置正常使用的其它装置、组件或步骤，均为本领域的常规技术手段，另外，本发明中未加限定的装置、组件或步骤均采用本领域中的常规技术手段。
本发明的工作原理是，本发明通过高清摄像头和焊枪摄像头对滚筒外壳内部的环形焊缝的位置和焊接状态等画面进行实时观测，根据高清摄像头和焊枪摄像头反馈的焊接影像，利用手持式示教器对机械式焊缝跟踪系统进行控制和调整，能够便捷控制折叠焊枪的焊接角度和焊接位置，方便对滚筒内的环焊缝进行精确焊接，通过滚轮架可方便调整滚筒的旋转速度和角度变化，使滚筒内部环形焊缝的焊接更加方便、快捷。
本发明的有益效果是，工艺操作方便，装置结构简单，对操作人员技术要求低，可提高滚筒内部环形焊缝的焊接质量和焊接效率。
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是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的滚轮架与影像辅助组件的组装结构示意图。
图3是图2的左侧结构示意图。
图4是本发明的伸入组件与翻转组件的组装结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图以及具体实施例对本发明进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
本发明提供了一种滚筒环形焊缝内部焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将滚筒外壳放置到可驱动滚筒外壳旋转的支架上；
S2、在滚筒外壳的一端设置高清摄像装置，所述高清摄像装置可通过伸缩机构将高清摄像头伸入滚筒外壳内；
S3、在滚筒外壳的另一端设置机械式焊缝跟踪系统，所述机械式焊缝跟踪系统将折叠焊枪伸至滚筒外壳内，并使折叠焊枪与滚筒外壳内部的环形焊缝相对应；
S3、利用高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统对滚筒外壳内部的焊缝位置进行精确定位；
S4、将高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统与滚筒外壳外部的手持式式示教器相连接，利用手持式式示教器控制机械式焊缝跟踪系统上的折叠焊枪对滚筒内部的环形焊缝进行焊接。
实施例2
如图1～4所示，本发明提出了一种基于上述滚筒环形焊缝内部焊接工艺的滚筒环形焊缝内部焊接装置，包括手持式示教器(图中未示出)、机械式焊缝跟踪系统1、滚轮架2和影像辅助组件3，所述滚轮架2上滚动放置有滚筒外壳4，所述机械式焊缝跟踪系统1和影像辅助组件3分别设置在滚筒外壳4的两端，所述机械式焊缝跟踪系统1上连接有折叠焊枪1-7，所述机械式焊缝跟踪系统1将折叠焊枪1-7伸入滚筒外壳4内，所述影像辅助组件3包括影像支架3-1和可升降连接在影像支架3-1上的伸缩杆3-2，所述伸缩杆3-2远离影像支架3-1的一端连接有相机支架3-3，所述相机支架3-3上连接有高清摄像头3-4，所述高清摄像头3-4通过伸缩杆3-2伸入滚筒外壳4内，所述高清摄像头3-4和机械式焊缝跟踪系统1分别与滚筒外壳4外部的手持式式示教器电连接，所述手持式式示教器根据高清摄像头3-4反馈的影像对机械式焊缝跟踪系统1进行调整，使折叠焊枪1-7与滚筒外壳4内部的环形焊缝相对应。
所述滚轮架2包括滚轮架底座2-1、T形架和滚轮支撑架2-3，所述滚轮支撑架2-3一端通过转轴2-4与滚轮架底座2-1相铰接，另一端通过T形架可升降连接在滚轮架底座2-1上，所述滚轮支撑架2-3的两端分别设有主动架2-5和从动架2-6，且主动架2-5和从动架2-6的外侧对应设有止窜辊底座2-7，所述止窜辊底座2-7上设有与滚筒外壳4两端相对应的止窜辊2-8，所述主动架2-5和从动架2-6的两侧分别设有固定滚轮座2-9和滑动滚轮座2-10，所述固定滚轮座2-9和滑动滚轮座2-10上对应设置有滚轮2-11，所述主动架2-5两侧的滚轮2-11通过轮轴传动连接有滚轮电机2-12，所述从动架2-6通过带自锁分度销2-13可滑动连接在滚轮支撑架2-3上，所述主动架2-5和从动架2-6上分别设有滚轮间距调整机构2-14，所述滚轮间距调整机构2-14可使滑动滚轮座2-10靠近或远离固定滚轮座2-9。通过调整带自锁分度销2-13和滚轮间距调整机构2-14，使滚轮架2满足多种规格滚筒的加工需要。
所述T形架包括油缸2-15、拉杆2-16和三角板2-17，所述油缸2-15和拉杆2-16分别铰接在滚轮架底座2-1上，所述油缸2-15的活塞杆与三角板2-17的顶角相铰接，所述拉杆2-16远离滚轮架底座2-1的一端与三角板2-17的一个底角相铰接，所述三角板2-17的另一个底角与滚轮支撑架2-3的中间部位相铰接，通过T形架使滚轮支撑架2-3远离转轴2-4的一端可升降调节，方便施焊。所述滚轮间距调整机构2-14包括丝杆和手轮，所述丝杆的中部转动连接在固定滚轮座2-9上，且丝杆的一端与滑动滚轮座2-10螺纹连接，所述手轮连接在丝杆远离滑动滚轮座2-10的一端，从而调整滚轮2-11的间距，满足不同规格滚筒的加工需要。所述影像支架3-1连接在滚轮支撑架2-3可升降端的止窜辊底座2-7上。
所述机械式焊缝跟踪系统包括焊接操作机1-1、伸入组件、翻转组件、直线焊接摆动器1-2和送丝机1-3，所述送丝机1-3通过送丝机托架连接在焊接操作机1-1的横臂上，所述伸入组件连接在直线焊接摆动器1-2上，所述直线焊接摆动器1-2通过翻转组件可翻转连接在焊接操作机1-1的横臂上，所述伸入组件包括伸入臂1-4、螺纹连接杆1-5、折臂连接杆顶杆1-6、折叠焊枪1-7和焊枪摄像头1-8，所述折叠焊枪1-7包括折臂1-71、折臂加长臂1-72和微型枪头1-73，所述微型枪头1-73通过折臂加长臂1-72与折臂1-71相连接，所述焊枪摄像头1-8连接在折臂加长臂1-72上，所述折臂1-71远离折臂加长臂1-72的一端间隔设有两个连接孔，所述两个连接孔分别与伸入臂1-4和折臂连接杆顶杆1-6相铰接，所述伸入臂1-4远离折臂1-72的一端设有配重块1-9和驱动电机1-10，所述驱动电机1-10的输出轴与螺纹连接杆1-5传动连接，所述折臂连接杆顶杆1-6远离折臂1-71的一端设有与螺纹连接杆1-5相匹配的螺纹内腔，所述驱动电机1-10通过螺纹连接杆1-5驱动折臂连接杆顶杆1-6沿伸入臂1-4前后移动，带动折臂1-71调整微型枪头1-73与滚筒外壳4内部的环形焊缝相对应。所述翻转组件包括固定在焊接操作机1-1的横臂上的翻转电机1-11和连接在翻转电机1-11输出轴上的直线焊接摆动器连接座1-12。所述焊接操作机1-1的型号为LHQ2020。
本发明的工作原理是，本发明通过高清摄像头2-4和焊枪摄像头1-8对滚筒外壳4内部的环形焊缝的位置和焊接状态等画面进行实时观测，根据高清摄像头2-4和焊枪摄像头1-8反馈的焊接影像，利用手持式示教器对机械式焊缝跟踪系统1进行控制和调整，能够便捷控制折叠焊枪1-7的焊接角度和焊接位置，方便对滚筒内的环焊缝进行精确焊接，通过滚轮架2可方便调整滚筒的旋转速度和角度变化，使滚筒内部环形焊缝的焊接更加方便、快捷。
以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种滚筒环形焊缝内部焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将滚筒外壳放置到可驱动滚筒外壳旋转的支架上；
S2、在滚筒外壳的一端设置高清摄像装置，所述高清摄像装置可通过伸缩机构将高清摄像头伸入滚筒外壳内；
S3、在滚筒外壳的另一端设置机械式焊缝跟踪系统，所述机械式焊缝跟踪系统将折叠焊枪伸至滚筒外壳内，并使折叠焊枪与滚筒外壳内部的环形焊缝相对应；
S3、利用高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统对滚筒外壳内部的焊缝位置进行精确定位；
S4、将高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统与滚筒外壳外部的手持式式示教器相连接，利用手持式式示教器控制机械式焊缝跟踪系统上的折叠焊枪对滚筒内部的环形焊缝进行焊接。
2.一种基于权利要求1所述的滚筒环形焊缝内部焊接工艺的滚筒环形焊缝内部焊接装置，其特征在于：包括手持式示教器、机械式焊缝跟踪系统、滚轮架和影像辅助组件，所述滚轮架上滚动放置有滚筒外壳，所述机械式焊缝跟踪系统和影像辅助组件分别设置在滚筒外壳的两端，所述机械式焊缝跟踪系统上连接有折叠焊枪，所述机械式焊缝跟踪系统将折叠焊枪伸入滚筒外壳内，所述影像辅助组件包括影像支架和可升降连接在影像支架上的伸缩杆，所述伸缩杆远离影像支架的一端连接有相机支架，所述相机支架上连接有高清摄像头，所述高清摄像头通过伸缩杆伸入滚筒外壳内，所述高清摄像头和机械式焊缝跟踪系统分别与滚筒外壳外部的手持式式示教器电连接，所述手持式式示教器根据高清摄像头反馈的影像对机械式焊缝跟踪系统进行调整，使折叠焊枪与滚筒外壳内部的环形焊缝相对应。
3.根据权利要求2所述的滚筒环形焊缝内部焊接装置，其特征在于：所述滚轮架包括滚轮架底座、T形架和滚轮支撑架，所述滚轮支撑架一端通过转轴与滚轮架底座相铰接，另一端通过T形架可升降连接在滚轮架底座上，所述滚轮支撑架的两端分别设有主动架和从动架，且主动架和从动架的外侧对应设有止窜辊底座，所述止窜辊底座上设有与滚筒外壳两端相对应的止窜辊，所述主动架和从动架的两侧分别设有固定滚轮座和滑动滚轮座，所述固定滚轮座和滑动滚轮座上对应设置有滚轮，所述主动架两侧的滚轮通过轮轴传动连接有滚轮电机，所述从动架通过带自锁分度销可滑动连接在滚轮支撑架上，所述主动架和从动架上分别设有滚轮间距调整机构，所述滚轮间距调整机构可使滑动滚轮座靠近或远离固定滚轮座。
4.根据权利要求3所述的滚筒环形焊缝内部焊接装置，其特征在于：所述T形架包括油缸、拉杆和三角板，所述油缸和拉杆分别铰接在滚轮架底座上，所述油缸的活塞杆与三角板的顶角相铰接，所述拉杆远离滚轮架底座的一端与三角板的一个底角相铰接，所述三角板的另一个底角与滚轮支撑架的中间部位相铰接。
5.根据权利要求3所述的滚筒环形焊缝内部焊接装置，其特征在于：所述滚轮间距调整机构包括丝杆和手轮，所述丝杆的中部转动连接在固定滚轮座上，且丝杆的一端与滑动滚轮座螺纹连接，所述手轮连接在丝杆远离滑动滚轮座的一端。
6.根据权利要求3所述的滚筒环形焊缝内部焊接装置，其特征在于：所述影像支架连接在滚轮支撑架可升降端的止窜辊底座上。
7.根据权利要求2～6任一项所述的滚筒环形焊缝内部焊接装置，其特征在于：所述机械式焊缝跟踪系统包括焊接操作机、伸入组件、翻转组件、直线焊接摆动器和送丝机，所述送丝机通过送丝机托架连接在焊接操作机的横臂上，所述伸入组件连接在直线焊接摆动器上，所述直线焊接摆动器通过翻转组件可翻转连接在焊接操作机的横臂上，所述伸入组件包括伸入臂、螺纹连接杆、折臂连接杆顶杆、折叠焊枪和焊枪摄像头，所述折叠焊枪包括折臂、折臂加长臂和微型枪头，所述微型枪头通过折臂加长臂与折臂相连接，所述焊枪摄像头连接在折臂加长臂上，所述折臂远离折臂加长臂的一端间隔设有两个连接孔，所述两个连接孔分别与伸入臂和折臂连接杆顶杆相铰接，所述伸入臂远离折臂的一端设有配重块和驱动电机，所述驱动电机的输出轴与螺纹连接杆传动连接，所述折臂连接杆顶杆远离折臂的一端设有与螺纹连接杆相匹配的螺纹内腔，所述驱动电机通过螺纹连接杆驱动折臂连接杆顶杆沿伸入臂前后移动，带动折臂调整微型枪头与滚筒外壳内部的环形焊缝相对应。
8.根据权利要求7所述的滚筒环形焊缝内部焊接装置，其特征在于：所述翻转组件包括固定在焊接操作机的横臂上的翻转电机和连接在翻转电机输出轴上的直线焊接摆动器连接座。
9.根据权利要求7所述的滚筒环形焊缝内部焊接装置，其特征在于：所述焊接操作机的型号为LHQ2020。
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