CN112548421A - 环缝焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环缝焊接设备，环缝焊接设备包括焊枪、用于安装焊枪的焊枪安装机构、用于带动焊枪沿环形的缝隙的缝宽方向来回摆动的焊枪摆动机构、用于带动焊枪沿水平方向移动的水平移动机构、用于带动焊枪沿竖直方向移动的竖直移动机构、用于定位安装工件的工件安装机构以及用于带动工件周向旋转的旋转机构，通过旋转机构带动工件安装机构上的工件周向旋转，通过水平移动机构调节焊枪与工件之间的水平距离，通过竖直移动机构调节焊枪与工件之间的高度距离，以将焊枪调节至缝隙处，使焊枪沿环形的缝隙的周向移动并焊接，同时通过焊枪摆动机构带动焊枪沿缝隙的宽度方向来回摆动，以将缝隙焊接连接，从而完成整个环形的缝隙的焊接。
Description
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，特别地，涉及一种环缝焊接设备。
背景技术
对于焊接环形的缝隙，需要将焊枪沿着环形的缝隙移动进行焊接，焊接效率低，并且焊枪容易偏移，例如制备复合钢坯时，先将钢管套装于芯棒上，再将钢管与芯棒端部的环形的缝隙焊接连接，焊接效率低造成复合钢坯的加工效率低。
发明内容
本发明提供了一种环缝焊接设备，以解决目前焊接环形的缝隙时焊接效率低的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种环缝焊接设备，用于将工件上的环形的缝隙焊接连接，环缝焊接设备包括焊枪、用于安装焊枪的焊枪安装机构、用于带动焊枪沿环形的缝隙的缝宽方向来回摆动的焊枪摆动机构、用于带动焊枪沿水平方向移动的水平移动机构、用于带动焊枪沿竖直方向移动的竖直移动机构、用于定位安装工件的工件安装机构以及用于带动工件周向旋转的旋转机构，通过旋转机构带动工件安装机构上的工件周向旋转，通过水平移动机构调节焊枪与工件之间的水平距离，通过竖直移动机构调节焊枪与工件之间的高度距离，以将焊枪调节至缝隙处，使焊枪沿环形的缝隙的周向移动并焊接，同时通过焊枪摆动机构带动焊枪沿缝隙的宽度方向来回摆动，以将缝隙焊接连接，从而完成整个环形的缝隙的焊接。
进一步地，环缝焊接设备还包括工作台，旋转机构安装于工作台上，工件安装机构安装于旋转机构的活动端上，水平移动机构安装于工作台上，竖直移动机构安装于水平移动机构的活动端上，焊枪摆动机构安装于竖直移动机构的活动端上，焊枪安装机构安装于焊枪摆动机构的活动端上。
进一步地，水平移动机构包括沿水平方向安装于工作台上的水平移动轨道、安装于工作台上的水平驱动电机、沿水平方向安装于工作台上并与水平驱动电机的输出轴连接的水平丝杠、与水平移动轨道滑动连接并与水平丝杠螺纹匹配连接的水平移动架。
进一步地，竖直移动机构包括沿竖直方向安装于水平移动机构的活动端上的竖直移动轨道、安装于水平移动机构的活动端上竖直驱动电机、沿水平方向安装于水平移动机构的活动端上并与竖直驱动电机的输出轴连接的竖直丝杠、与竖直移动轨道滑动连接并与水平丝杠螺纹匹配连接的竖直移动板。
进一步地，焊枪摆动机构包括沿缝隙的宽度方向安装于竖直移动机构的活动端上的摆动轨道、安装于竖直移动机构的活动端上的摆动电机、与摆动电机的输出轴连接的摆动凸轮、与摆动轨道滑动连接的摆动板以及连接摆动板和摆动凸轮的连接板，连接板的第一端与摆动凸轮铰接且铰接点偏离摆动凸轮的中心，连接板的第二端与摆动板铰接，通过摆动凸轮带动连接板的第一端转动，使连接板的第二端拉动或推动摆动板沿摆动轨道来回摆动。
进一步地，摆动凸轮上沿径向开设有安装槽，通过将连接板的第二端铰接于安装槽上偏离摆动凸轮中心的不同位置处，以调节焊枪的摆动范围与缝隙的宽度相匹配。
进一步地，焊枪安装机构包括沿水平方向安装于焊枪摆动机构的活动端上的调节杆、用于夹紧固定于调节杆上的第一夹套以及与调节夹套连接的用于夹紧焊枪的第二夹套，通过将第一夹套绕调节杆转动，以调节焊枪的焊接角度，通过将第一夹套沿调节杆滑动，以对焊枪的水平位置进行调节。
进一步地，旋转机构包括安装于工作台上的旋转电机、与旋转电机的输出轴连接的主动齿轮以及安装于工作台上并与主动齿轮啮合连接的支撑齿轮，工件安装机构安装于支撑齿轮上。
进一步地，工件安装机构包括安装于支撑齿轮上并与工件的形状相匹配的锁紧盘，锁紧盘上沿周向设有多个用于沿径向顶抵于工件上的锁紧螺栓，从而将工件锁紧固定于锁紧盘内。
进一步地，锁紧盘、支撑齿轮以及工作台上设有相连通的用于长管状工件穿过的通孔。
本发明具有以下有益效果：
本发明的环缝焊接设备，通过将工件定位固定于工件安装机构上，通过旋转机构带动工件沿周向转动，并将焊枪固定于焊枪安装机构，进而通过水平移动机构带动焊枪沿水平方向移动以调节焊枪与工件之间的水平距离，以及通过竖直移动机构带动焊枪沿竖直方向移动以调节焊枪与工件之间的高度距离，从而将焊枪调节至缝隙处并沿环形的缝隙进行焊接，此外，当缝隙的宽度较宽而无法通过焊枪直线焊接焊接完整，则通过焊枪摆动机构带动焊枪沿缝隙的宽度方向来回摆动，确保焊枪能将较宽的缝隙焊接连接，以及当缝隙较深时而无法通过焊枪一次焊接一圈而焊接牢固，则焊枪焊接完一圈后通过竖直移动机构带动焊枪向上提起继续焊接第二圈、第三圈，直至将缝隙焊接牢固，焊接效率高，并且焊接质量高。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的环缝焊接设备的结构示意图；
图2是图1中A处的放大图。
图例说明：
1、焊枪；2、焊枪安装机构；21、调节杆；22、第一夹套；23、第二夹套；3、焊枪摆动机构；31、摆动轨道；32、摆动电机；33、摆动凸轮；34、摆动板；35、连接板；4、水平移动机构；41、水平移动轨道；42、水平驱动电机；43、水平丝杠；44、水平移动架；5、竖直移动机构；51、竖直移动轨道；52、竖直驱动电机；53、竖直丝杠；54、竖直移动板；6、旋转机构；61、旋转电机；62、主动齿轮；63、支撑齿轮；7、工件安装机构；71、锁紧盘；72、锁紧螺栓；8、工作台；9、工件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是本发明优选实施例的环缝焊接设备的结构示意图；图2是图1中A处的放大图。
如图1所示，本实施例的环缝焊接设备，用于将工件9上的环形的缝隙焊接连接，环缝焊接设备包括焊枪1、用于安装焊枪1的焊枪安装机构2、用于带动焊枪1沿环形的缝隙的缝宽方向来回摆动的焊枪摆动机构3、用于带动焊枪1沿水平方向移动的水平移动机构4、用于带动焊枪1沿竖直方向移动的竖直移动机构5、用于定位安装工件9的工件安装机构7以及用于带动工件9周向旋转的旋转机构6，通过旋转机构6带动工件安装机构7上的工件9周向旋转，通过水平移动机构4调节焊枪1与工件9之间的水平距离，通过竖直移动机构5调节焊枪1与工件9之间的高度距离，以将焊枪1调节至缝隙处，使焊枪1沿环形的缝隙的周向移动并焊接，同时通过焊枪摆动机构3带动焊枪1沿缝隙的宽度方向来回摆动，以将缝隙焊接连接，从而完成整个环形的缝隙的焊接。
如图1所示，本发明的环缝焊接设备，通过将工件9定位固定于工件安装机构7上，通过旋转机构6带动工件9沿周向转动，并将焊枪1固定于焊枪安装机构2，进而通过水平移动机构4带动焊枪1沿水平方向移动以调节焊枪1与工件9之间的水平距离，以及通过竖直移动机构5带动焊枪1沿竖直方向移动以调节焊枪1与工件9之间的高度距离，从而将焊枪1调节至缝隙处并沿环形的缝隙进行焊接，此外，当缝隙的宽度较宽而无法通过焊枪1直线焊接焊接完整，则通过焊枪摆动机构3带动焊枪1沿缝隙的宽度方向来回摆动，确保焊枪1能将较宽的缝隙焊接连接，以及当缝隙较深时而无法通过焊枪1一次焊接一圈而焊接牢固，则焊枪1焊接完一圈后通过竖直移动机构5带动焊枪1向上提起继续焊接第二圈、第三圈，直至将缝隙焊接牢固，焊接效率高，并且焊接质量高。
如图1所示，环缝焊接设备还包括工作台8，旋转机构6安装于工作台8上，工件安装机构7安装于旋转机构6的活动端上，水平移动机构4安装于工作台8上，竖直移动机构5安装于水平移动机构4的活动端上，焊枪摆动机构3安装于竖直移动机构5的活动端上，焊枪安装机构2安装于焊枪摆动机构3的活动端上。由于焊枪摆动机构3需要在焊接过程时连续带动焊枪1摆动，竖直移动机构5则需要多次调节以进行多圈焊接，而水平移动机构4则仅需在焊接前和焊接完成后进行调节，因此通过将焊枪安装机构2安装于焊枪摆动机构3的活动端上，焊枪摆动机构3仅需带动焊枪1和焊枪安装机构2一起摆动，而竖直移动机构5则仅带动焊枪1、焊枪安装机构2以及焊枪摆动机构3一起沿竖直方向移动，水平移动机构4则需要带动焊枪1、焊枪安装机构2、焊枪摆动机构3以及竖直移动机构5一起沿水平方向移动，从而使焊枪摆动机构3和竖直移动机构5调节焊枪1时的负载减小。可选地，竖直移动机构5安装于工作台8上，水平移动机构4安装于竖直移动机构5的活动端上，焊枪摆动机构3安装于水平移动机构4的活动端上。
如图1所示，水平移动机构4包括沿水平方向安装于工作台8上的水平移动轨道41、安装于工作台8上的水平驱动电机42、沿水平方向安装于工作台8上并与水平驱动电机42的输出轴连接的水平丝杠43、与水平移动轨道41滑动连接并与水平丝杠43螺纹匹配连接的水平移动架44。在本实施例中，工作台8上平行布设有多根水平移动轨道41，水平移动架44的底部设有与水平移动轨道41滑动连接的水平滑块。水平丝杠43通过水平传动皮带与安装于水平驱动电机42的输出轴上的水平传动轮连接。可选地，水平移动机构4包括安装于工作台8上的用于推动水平移动架44沿水平轨道滑动的水平液压装置。
如图1和图2所示，竖直移动机构5包括沿竖直方向安装于水平移动机构4的活动端上的竖直移动轨道51、安装于水平移动机构4的活动端上竖直驱动电机52、沿水平方向安装于水平移动机构4的活动端上并与竖直驱动电机52的输出轴连接的竖直丝杠53、与竖直移动轨道51滑动连接并与水平丝杠43螺纹匹配连接的竖直移动板54。在本实施例中，水平移动架44上平行布设有多根竖直移动轨道51，竖直移动板54上设有与竖直移动轨道51滑动连接的竖直滑块。可选地，竖直移动机构5包括安装于水平移动架44上的用于推动竖直移动板54沿竖直移动轨道51滑动的竖直液压装置。
如图1和图2所示，焊枪摆动机构3包括沿缝隙的宽度方向安装于竖直移动机构5的活动端上的摆动轨道31、安装于竖直移动机构5的活动端上的摆动电机32、与摆动电机32的输出轴连接的摆动凸轮33、与摆动轨道31滑动连接的摆动板34以及连接摆动板34和摆动凸轮33的连接板35，连接板35的第一端与摆动凸轮33铰接且铰接点偏离摆动凸轮33的中心，连接板35的第二端与摆动板34铰接，通过摆动凸轮33带动连接板35的第一端转动，使连接板35的第二端拉动或推动摆动板34沿摆动轨道31来回摆动。摆动凸轮33上沿径向开设有安装槽，通过将连接板35的第二端铰接于安装槽上偏离摆动凸轮33中心的不同位置处，以调节焊枪1的摆动范围与缝隙的宽度相匹配。在本实施例中，竖直移动板54上平行布设有多根摆动轨道31，摆动板34上设有与摆动轨道31滑动连接的摆动滑块。可选地，焊枪摆动机构3包括安装于竖直移动上的用于推拉摆动板34沿轨道滑动的推拉液压装置。
如图1和图2所示，焊枪安装机构2包括沿水平方向安装于焊枪摆动机构3的活动端上的调节杆21、用于夹紧固定于调节杆21上的第一夹套22以及与调节夹套连接的用于夹紧焊枪1的第二夹套23，通过将第一夹套22绕调节杆21转动，以调节焊枪1的焊接角度，通过将第一夹套22沿调节杆21滑动，以对焊枪1的水平位置进行调节。
如图1所示，旋转机构6包括安装于工作台8上的旋转电机61、与旋转电机61的输出轴连接的主动齿轮62以及安装于工作台8上并与主动齿轮62啮合连接的支撑齿轮63，工件安装机构7安装于支撑齿轮63上。工件安装机构7包括安装于支撑齿轮63上并与工件9的形状相匹配的锁紧盘71，锁紧盘71上沿周向设有多个用于沿径向顶抵于工件9上的锁紧螺栓72，从而将工件9锁紧固定于锁紧盘71内。锁紧盘71、支撑齿轮63以及工作台8上设有相连通的用于长管状工件9穿过的通孔。在本实施例中，长管状的工件9穿过通孔并通过锁紧螺栓72锁紧固定，进而通过环缝焊接设备对长管状的工件9进行焊接。
如图1和图2所示，本实施例中工件9的焊接方法，采用上述环缝焊接设备，包括以下步骤：将工件9吊装到锁紧盘71内，通过锁紧螺栓72将工件9锁紧固定；启动旋转电机61，使用工件9安设定的速度连续旋转；启动水平移动电机，通过水平丝杠43传动，使水平移动架44沿水平移动轨道41移动，从而将焊枪1调整到缝隙的上方后关闭水平驱动电机42；启动竖直驱动电机52，通过竖直丝杠53传动，使竖直移动板54沿竖直移动轨道51移动，调整焊枪1至缝隙上方的合适位置处后关闭竖直驱动电机52；启动焊枪1摆动电机32，通过摆动凸轮33及连接板35传动带动摆动板34在摆动轨道31上来回摆动，摆动的幅度可通过调节连接板35与摆动凸轮33的铰接点和摆动凸轮33的中心之间的距离进行调节，连接板35与摆动凸轮33的铰接点和摆动凸轮33的中心之间的距离越小，则摆动板34的摆动幅度也越小，焊枪1焊接的宽度也越窄，反之连接板35与摆动凸轮33的铰接点和摆动凸轮33的中心之间的距离越大，则摆动板34的摆动幅度也越大，焊枪1焊接的宽度也越宽；启动焊枪1沿环形的缝隙连续焊接，当焊完第一圈后，启动竖直驱动电机52，带动焊枪1上移至第一圈形成的焊缝上方的合适位置处进行第二圈焊接，以上述相同的方法依次进行多圈焊接，直至焊接完成；关闭焊枪1和摆动电机32的电源，并通过竖直移动机构5将焊枪1升高以远离工件9，进而将焊接完成的工件9从锁紧盘71中取出。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种环缝焊接设备，用于将工件(9)上的环形的缝隙焊接连接，其特征在于，
环缝焊接设备包括焊枪(1)、用于安装焊枪(1)的焊枪安装机构(2)、用于带动焊枪(1)沿环形的缝隙的缝宽方向来回摆动的焊枪摆动机构(3)、用于带动焊枪(1)沿水平方向移动的水平移动机构(4)、用于带动焊枪(1)沿竖直方向移动的竖直移动机构(5)、用于定位安装工件(9)的工件安装机构(7)以及用于带动工件(9)周向旋转的旋转机构(6)，
通过旋转机构(6)带动工件安装机构(7)上的工件(9)周向旋转，通过水平移动机构(4)调节焊枪(1)与工件(9)之间的水平距离，通过竖直移动机构(5)调节焊枪(1)与工件(9)之间的高度距离，以将焊枪(1)调节至缝隙处，使焊枪(1)沿环形的缝隙的周向移动并焊接，同时通过焊枪摆动机构(3)带动焊枪(1)沿缝隙的宽度方向来回摆动，以将缝隙焊接连接，从而完成整个环形的缝隙的焊接。
2.根据权利要求1所述的环缝焊接设备，其特征在于，
环缝焊接设备还包括工作台(8)，旋转机构(6)安装于工作台(8)上，工件安装机构(7)安装于旋转机构(6)的活动端上，水平移动机构(4)安装于工作台(8)上，竖直移动机构(5)安装于水平移动机构(4)的活动端上，焊枪摆动机构(3)安装于竖直移动机构(5)的活动端上，焊枪安装机构(2)安装于焊枪摆动机构(3)的活动端上。
3.根据权利要求2所述的环缝焊接设备，其特征在于，
水平移动机构(4)包括沿水平方向安装于工作台(8)上的水平移动轨道(41)、安装于工作台(8)上的水平驱动电机(42)、沿水平方向安装于工作台(8)上并与水平驱动电机(42)的输出轴连接的水平丝杠(43)、与水平移动轨道(41)滑动连接并与水平丝杠(43)螺纹匹配连接的水平移动架(44)。
4.根据权利要求2所述的环缝焊接设备，其特征在于，
竖直移动机构(5)包括沿竖直方向安装于水平移动机构(4)的活动端上的竖直移动轨道(51)、安装于水平移动机构(4)的活动端上竖直驱动电机(52)、沿水平方向安装于水平移动机构(4)的活动端上并与竖直驱动电机(52)的输出轴连接的竖直丝杠(53)、与竖直移动轨道滑动连接并与水平丝杠(43)螺纹匹配连接的竖直移动板(54)。
5.根据权利要求2所述的环缝焊接设备，其特征在于，
焊枪摆动机构(3)包括沿缝隙的宽度方向安装于竖直移动机构(5)的活动端上的摆动轨道(31)、安装于竖直移动机构(5)的活动端上的摆动电机(32)、与摆动电机(32)的输出轴连接的摆动凸轮(33)、与摆动轨道(31)滑动连接的摆动板(34)以及连接摆动板(34)和摆动凸轮(33)的连接板(35)，
连接板(35)的第一端与摆动凸轮(33)铰接且铰接点偏离摆动凸轮(33)的中心，连接板(35)的第二端与摆动板(34)铰接，通过摆动凸轮(33)带动连接板(35)的第一端转动，使连接板(35)的第二端拉动或推动摆动板(34)沿摆动轨道(31)来回摆动。
6.根据权利要求5所述的环缝焊接设备，其特征在于，
摆动凸轮(33)上沿径向开设有安装槽，通过将连接板(35)的第二端铰接于安装槽上偏离摆动凸轮(33)中心的不同位置处，以调节焊枪(1)的摆动范围与缝隙的宽度相匹配。
7.根据权利要求2所述的环缝焊接设备，其特征在于，
焊枪安装机构(2)包括沿水平方向安装于焊枪摆动机构(3)的活动端上的调节杆(21)、用于夹紧固定于调节杆(21)上的第一夹套(22)以及与调节夹套连接的用于夹紧焊枪(1)的第二夹套(23)，通过将第一夹套(22)绕调节杆(21)转动，以调节焊枪(1)的焊接角度，通过将第一夹套(22)沿调节杆(21)滑动，以对焊枪(1)的水平位置进行调节。
8.根据权利要求2所述的环缝焊接设备，其特征在于，
旋转机构(6)包括安装于工作台(8)上的旋转电机(61)、与旋转电机(61)的输出轴连接的主动齿轮(62)以及安装于工作台(8)上并与主动齿轮(62)啮合连接的支撑齿轮(63)，工件安装机构(7)安装于支撑齿轮(63)上。
9.根据权利要求8所述的环缝焊接设备，其特征在于，
工件安装机构(7)包括安装于支撑齿轮(63)上并与工件(9)的形状相匹配的锁紧盘(71)，锁紧盘(71)上沿周向设有多个用于沿径向顶抵于工件(9)上的锁紧螺栓(72)，从而将工件(9)锁紧固定于锁紧盘(71)内。
10.根据权利要求9所述的环缝焊接设备，其特征在于，
锁紧盘(71)、支撑齿轮(63)以及工作台(8)上设有相连通的用于长管状工件(9)穿过的通孔。
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