CN112030157A - 一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，包括机架、三维移动机构、S轴转动机构、承载车和控制系统，机架上对称设置有两套三维移动机构，每套三维移动机构上均设置有S轴转动机构，S轴转动机构上设置有熔敷激光头和激光轮廓扫描仪，熔敷激光头和激光轮廓扫描仪能够实现三维运动和转动，机架的底部设置有开口，承载车能够在开口内移动，承载车用于运输和固定水冷壁管排，三维移动机构、S轴转动机构、熔敷激光头和激光轮廓扫描仪分别与控制系统电连接。本发明的水冷壁管排的定位和装卸几乎不需要停机等待，可以与熔敷操作同时进行，简化了水冷壁管排的拆装过程，提高了生产效率和熔敷操作的安全性。

Description

一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机

技术领域

本发明涉及熔敷机的技术领域，特别是涉及一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机。

背景技术

燃煤锅炉发电以其建设成本低廉、建设周期短、建设场地不受限制以及其发电量稳定的特征在现如今仍具有不可替代的优势，而伴随低燃烧值煤炭燃煤锅炉以及垃圾处理锅炉的广泛应用，作为其主要结构的水冷壁在耐磨等方面的要求也愈发提高。

一种行之有效的防水冷壁磨损方法，是在水冷壁管排表面通过激光、等离子等方式熔敷一层耐磨层，而水冷壁熔敷工艺不仅可应用于新设锅炉的制造中，也可用于旧锅炉的维修、维护、翻新等，使水冷壁熔敷工艺及设备具有巨大的市场缺口和应用前景。为防止水冷壁管排由于焊接高温引起的变形问题，水冷壁管排在熔敷时必须装设于特殊的管排固定架上，而固定好水冷壁管排的固定架体积大、重量重，需要复杂的操作才能装配到水冷壁熔敷设备上，不仅吊装过程不安全，而且会严重影响管排熔敷的有效工作时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，以解决上述现有技术存在的问题，使水冷壁管排的定位和拆装工序简化，可连续进行熔敷操作，提高生产效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，包括机架、三维移动机构、S轴转动机构、承载车和控制系统，所述机架上对称设置有两套所述三维移动机构，每套所述三维移动机构上均设置有S轴转动机构，所述S轴转动机构上设置有熔敷激光头和激光轮廓扫描仪，所述熔敷激光头和激光轮廓扫描仪能够实现三维运动和转动，所述机架的底部设置有开口，所述承载车能够在所述开口内移动，所述承载车用于运输和固定水冷壁管排，所述三维移动机构、所述S轴转动机构、所述熔敷激光头和所述激光轮廓扫描仪分别与所述控制系统电连接。

优选的，所述三维移动机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，所述X轴移动机构设置于所述机架的顶面和底面之间，所述Y轴移动机构设置于所述X轴移动机构上，所述Z轴移动机构设置于所述Y轴移动机构上，所述S轴转动机构设置于所述Z轴移动机构上。

优选的，所述X轴移动机构包括齿条、移动立柱、齿轮和X轴移动电机，所述齿条为四条且对称设置于所述机架的顶面和底面之间，竖直相对的每组所述齿条之间各设置有一所述移动立柱，每个所述移动立柱的两端上分别设置有一所述X轴移动电机，所述X轴移动电机通过减速器连接所述齿轮，所述齿轮与所述齿条相啮合。

优选的，所述Y轴移动机构为直线电机，所述直线电机的竖直滑轨设置于所述移动立柱上，所述竖直滑轨与滑块相匹配。

优选的，Z轴移动机构为滚珠丝杆型直线模组，所述滚珠丝杆型直线模组设置于所述直线电机的滑块上，所述滚珠丝杆型直线模组的滑母通过一连接板与所述S轴转动机构连接。

优选的，所述S轴转动机构包括伺服电机和减速器，所述伺服电机通过所述减速器连接所述熔敷激光头，所述激光轮廓扫描仪通过连接框与所述减速器的输出轴固定连接。

优选的，所述承载车为有轨车，所述承载车的导轨设置于地面上并穿过所述开口，且延伸至两边的工位，所述承载车的车架上设置有定位滑轨，所述定位滑轨与安装所述水冷壁管排的支架底部的滑槽相匹配，所述承载车设置有若干个，始端和末端的所述承载车上分别设置一限位挡板。

优选的，所述限位挡板和所述水冷壁管排的支架通过若干个竖直设置的螺栓锁紧，所述水冷壁管排设置于所述支架的两侧。

优选的，所述承载车的顶面与底面均为矩形框架，顶面的所述矩形框架上插接有一集料斗，所述集料斗用于收集激光粉末。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明利用设置在机架上的三维移动机构、S轴转动机构以及用于装卸水冷壁管排的承载车，实现连续对水冷壁管排进行熔敷，水冷壁管排的定位和装卸几乎不需要停机等待，可以与熔敷操作同时进行，简化了水冷壁管排的拆装过程，提高了生产效率和熔敷操作的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明可连续作业的侧式水冷壁熔敷机的结构示意图一；

图2为本发明可连续作业的侧式水冷壁熔敷机的结构示意图二；

图3为本发明可连续作业的侧式水冷壁熔敷机的结构示意图三；

图4为本发明中承载车的结构示意图一；

图5为本发明中承载车的结构示意图二；

图6为本发明中三维移动机构和S轴转动机构的结构示意图；

图7为本发明中S轴转动机构的结构示意图；

其中：1-机架，2-支架，3-水冷壁管排，4-承载车，5-限位挡板，6-定位滑轨，7-导轨，8-集料斗，9-X轴移动电机，10-直线电机，11-滚珠丝杆型直线模组，12-S轴转动机构，13-控制箱，14-移动立柱，15-工字钢梁，16-齿条，17-伺服电机，18-连接板，19-熔敷激光头，20-激光轮廓扫描仪。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，以解决现有技术存在的问题，使水冷壁管排的定位和拆装工序简化，可连续进行熔敷操作，提高生产效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图7所示：本实施例提供了一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，包括机架1、三维移动机构、S轴转动机构12、承载车4和控制系统，机架1上对称设置有两套三维移动机构，每套三维移动机构上均设置有S轴转动机构12，S轴转动机构12上设置有熔敷激光头19和激光轮廓扫描仪20，熔敷激光头19和激光轮廓扫描仪20能够实现三维运动和转动，机架1的底部设置有开口，承载车4能够在开口内移动，承载车4用于运输和固定水冷壁管排3，三维移动机构、S轴转动机构12、熔敷激光头19和激光轮廓扫描仪20分别与控制系统电连接。其中，机架1为长方体框架；熔敷激光头19设置有专门的控制箱13，为简化管路，将控制箱13设在移动立柱14后方，可沿X轴同设备整体移动。

三维移动机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，X轴移动机构设置于机架1的顶面和底面之间，Y轴移动机构设置于X轴移动机构上，Z轴移动机构设置于Y轴移动机构上，S轴转动机构12设置于Z轴移动机构上。机架1两侧对称布置的两套移动熔敷机构均具有X、Y、Z、S四个自由度，可以将熔敷激光头19与水冷壁管排3调整到最佳的熔敷角度和距离，两套移动熔敷机构可同步运动，也可单独工作。

具体的，X轴移动机构包括齿条16、移动立柱14、齿轮和X轴移动电机9，齿条16为四条且对称设置于机架1的顶面和底面之间，齿条16优选设置于机架1之间的工字钢梁15上，且齿条16一侧设置有一条导向轨。竖直相对的每组齿条16之间各设置有一移动立柱14，每个移动立柱14的两端上分别设置有一X轴移动电机9，X轴移动电机9通过减速器连接齿轮，齿轮与齿条16相啮合，X轴移动电机9优选伺服电机，上下两套齿条齿轮传动的伺服电机由控制系统控制保证其同步运行。Y轴移动机构为直线电机10，直线电机10的竖直滑轨设置于移动立柱14上，竖直滑轨与滑块相匹配。Z轴移动机构为滚珠丝杆型直线模组11，滚珠丝杆型直线模组11设置于直线电机10的滑块上，滚珠丝杆型直线模组11的滑母通过一连接板18与S轴转动机构12连接。S轴转动机构12包括伺服电机17和减速器，伺服电机17通过减速器连接熔敷激光头19，激光轮廓扫描仪20通过连接框与减速器的输出轴固定连接，使激光轮廓扫描仪20与熔敷激光头19一同旋转，通过激光轮廓扫描仪20的视觉轮廓成像与控制系统的程序计算，会自动规划当前的熔敷路线，然后控制熔敷激光头19按照设定程序自动在XYZS四轴联动下完成对水冷壁管排3的整体熔敷工作。其中，X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构均为本领域常规的至直线移动机构。

承载车4为有轨车，承载车4的导轨7设置于地面上并穿过开口，且延伸至两边的工位，承载车4的车架上设置有定位滑轨6，定位滑轨6与安装水冷壁管排3的支架2底部的滑槽相匹配，承载车4设置有若干个，始端和末端的承载车4上分别设置一限位挡板5。限位挡板5和水冷壁管排3的支架2通过若干个竖直设置的螺栓锁紧，水冷壁管排3设置于支架2的两侧，可防止管排侧翻，更容易完成水冷壁管排3的装配。除去两端带限位挡板5的承载车4，按水冷壁管排3的长度可在其中部设置一个或多个承载车4，作为管排承重的补充。承载车4下方的滚轮优选带带锁紧装置的滚轮，便于水冷壁管排3工件移动到合适的工位后锁紧定位。承载车4的顶面与底面均为矩形框架，顶面的矩形框架上插接有一集料斗8，集料斗8用于收集激光粉末。

本实施例的水冷壁管排3熔敷过程中，可在机架1的前一工位将水冷壁管排3装配到承载车4上，待熔敷工位的承载车4沿导轨7推走后，便可直接推入新的水冷壁管排3至对应的熔敷工位继续进行熔敷，后一工位可进行水冷壁管排3的拆卸工作，水冷壁管排3的拆装工作均由特定工作人员在特定的场地进行，以保证水冷壁管排3熔敷工作的连续进行，也极大的提高了熔敷过程的安全性。本实施例基本能够实现连续地对水冷壁管排3进行熔敷，水冷壁管排3的定位和装配几乎不需要停机装配等待，装配与熔敷过程可同时进行，提高生产效率，减少简化水冷壁管排3拆装过程，提高熔敷操作过程中的安全性。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：包括机架、三维移动机构、S轴转动机构、承载车和控制系统，所述机架上对称设置有两套所述三维移动机构，每套所述三维移动机构上均设置有S轴转动机构，所述S轴转动机构上设置有熔敷激光头和激光轮廓扫描仪，所述熔敷激光头和激光轮廓扫描仪能够实现三维运动和转动，所述机架的底部设置有开口，所述承载车能够在所述开口内移动，所述承载车用于运输和固定水冷壁管排，所述三维移动机构、所述S轴转动机构、所述熔敷激光头和所述激光轮廓扫描仪分别与所述控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：所述三维移动机构包括X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，所述X轴移动机构设置于所述机架的顶面和底面之间，所述Y轴移动机构设置于所述X轴移动机构上，所述Z轴移动机构设置于所述Y轴移动机构上，所述S轴转动机构设置于所述Z轴移动机构上。

3.根据权利要求2所述的可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：所述X轴移动机构包括齿条、移动立柱、齿轮和X轴移动电机，所述齿条为四条且对称设置于所述机架的顶面和底面之间，竖直相对的每组所述齿条之间各设置有一所述移动立柱，每个所述移动立柱的两端上分别设置有一所述X轴移动电机，所述X轴移动电机通过减速器连接所述齿轮，所述齿轮与所述齿条相啮合。

4.根据权利要求3所述的可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：所述Y轴移动机构为直线电机，所述直线电机的竖直滑轨设置于所述移动立柱上，所述竖直滑轨与滑块相匹配。

5.根据权利要求4所述的可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：Z轴移动机构为滚珠丝杆型直线模组，所述滚珠丝杆型直线模组设置于所述直线电机的滑块上，所述滚珠丝杆型直线模组的滑母通过一连接板与所述S轴转动机构连接。

6.根据权利要求1所述的可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：所述S轴转动机构包括伺服电机和减速器，所述伺服电机通过所述减速器连接所述熔敷激光头，所述激光轮廓扫描仪通过连接框与所述减速器的输出轴固定连接。

7.根据权利要求1所述的可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：所述承载车为有轨车，所述承载车的导轨设置于地面上并穿过所述开口，且延伸至两边的工位，所述承载车的车架上设置有定位滑轨，所述定位滑轨与安装所述水冷壁管排的支架底部的滑槽相匹配，所述承载车设置有若干个，始端和末端的所述承载车上分别设置一限位挡板。

8.根据权利要求7所述的可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：所述限位挡板和所述水冷壁管排的支架通过若干个竖直设置的螺栓锁紧，所述水冷壁管排设置于所述支架的两侧。

9.根据权利要求7所述的可连续作业的侧式水冷壁熔敷机，其特征在于：所述承载车的顶面与底面均为矩形框架，顶面的所述矩形框架上插接有一集料斗，所述集料斗用于收集激光粉末。

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