CN112975219A - 自动化焊接装配机械装备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械加工领域，具体公开了自动化焊接装配机械装备，包括机架和安装台，安装台固定安装在机架上，还包括焊接环、焊接单元以及可将管件支撑至与焊接环同轴的支撑固定单元，焊接环固定安装在安装台上，焊接环的轴线与安装台的靠近焊接环的侧面平行，焊接单元包括环状的滑轨、在滑轨上滑动的滑块以及可对管件的接缝处进行焊接的焊接部，滑轨同轴固定安装在焊接环的内圈上，焊接部固定设置在滑块远离滑轨的一侧上。本方案滑动块带动焊接部沿滑轨移动，焊接部能够对管件的焊缝处进行周向的焊接，在滑块的带动下焊接部能够自动的对管件的焊缝处进行周向的焊接，焊接的速度快，效率高。

Description

自动化焊接装配机械装备
技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及自动化焊接装配机械装备。
背景技术
在船厂、石油、石化、化工、电厂等行业使用的机械设备中，往往存在大量的管件、法兰等环状部件，其中管件是应用最广的机械零部件之一。在各个领域中，为了连接相邻的两个管件，一般也采用焊接的方式将相邻两个管件的端部进行焊接。
在对管件的端部进行焊接时，多采用传统的焊接方法，先让两根管件的端面相对并且贴合，焊枪处与两根管件的接缝处相对，然后通过手工旋转管件的方法来对接缝处进行焊接。若采用此方式对管件的接缝处进行焊接，在转动管件时，管件已经焊接完成的管件圆弧处的焊料容易还未冷却或者圆弧处的焊料较薄，所以未完全焊接处的焊料在转动时容易发生断裂或者损坏；同时，通过手工旋转管件的方法进行焊接，只适用于质量轻并且焊接方便的管件，当在对直径较大且质量重的管件进行转动焊接时，管件的转动难度大，焊接的效率极低，且焊接质量难以得到保证。
发明内容
本发明意在提供自动化焊接装配机械装备，以解决手工进行焊接时，管件的转动难度大，焊接的效率极低的问题。
为了达到上述目的，本发明的基础方案如下：自动化焊接装配机械装备，包括机架和安装台，安装台固定安装在机架上，还包括焊接环、焊接单元以及可将管件支撑至与焊接环同轴的支撑固定单元，焊接环固定安装在安装台上，焊接环的轴线与安装台的靠近焊接环的侧面平行，焊接单元包括环状的滑轨、在滑轨上滑动的滑块以及可对管件的接缝处进行焊接的焊接部，滑轨同轴固定安装在焊接环的内圈上，焊接部固定设置在滑块远离滑轨的一侧上。
基础方案的原理及其优点：在采用自动化焊接装配机械装备对质量大且重量大的管件进行焊接时，将管件的端部插入到焊接环内，且两个管件的端面贴合，管件的焊缝处与焊接部处相对，然后使用支撑固定单元对管件进行支撑，管件移动至与焊接环同轴的状态，支撑固定单元对管件进行限位支撑，使得管件相对于焊接环保持稳定。
然后启动滑块，滑动块带动焊接部沿滑轨移动，焊接部能够对管件的焊缝处进行周向的焊接，在滑块的带动下焊接部能够自动的对管件的焊缝处进行周向的焊接，焊接的速度快，且无需对管件进行转动，焊接的强度能够有效的保证，能够更方便的对大型的管件进行焊接。
进一步，焊接部包括弹簧杆和焊枪，弹簧杆的一端与滑块远离滑轨的一侧固定连接，焊枪固定安装在弹簧杆的另一端上，且弹簧杆靠近焊枪的端面上转动安装有滚珠，滚珠可与管件的外壁相抵。
当管件与焊枪相对时，弹簧杆将滚珠抵压在管件的侧壁上，使得焊枪能够对焊缝处进行稳定的定位；同时当滑块带动弹簧杆沿滑轨移动时，弹簧杆端部上的滚珠相对弹簧杆和管件转动，使得焊枪能够沿焊缝处稳定的移动；同时当待焊接管件的直径发生变化时，弹簧杆也能够相对管件伸长或缩短，进而便于对不同直径的管件进行焊接。
进一步，还包括焊丝以及焊丝牵引单元，焊丝牵引单元包括支撑架以及卷绕焊丝的转轴，支撑架竖直固定安装在安装台靠近焊接环的一侧上，转轴水平设置，且转轴转动安装在支撑架上。
通过上述设置，焊丝能够稳定的安装在焊枪上，且便于焊枪处的焊丝能够快速的得到补充；当焊枪沿焊缝处移动时，焊丝得到拉伸，焊丝带动转轴相对支撑架转动，可实现对焊丝的自动放松，便于焊枪进行焊接。
进一步，安装台的数量为两个，且两个安装台沿焊接环的水平中心面对称设置，且焊接部的数量大于等于二。
通过上述设置，两个安装台能够稳定的对焊接环进行固定，且多个焊接部能够同时对管件的焊缝处进行快速的焊接，能够有效的提高焊接速度；同时便于根据焊接部的位置，将相应的焊丝牵引单元安装至相应的安装台上，焊丝和焊丝牵引单元的布置更方便。
进一步，支撑固定单元的数量为两个，且两个支撑固定单元沿焊接环的竖直中心面对称设置，两个支撑固定单元分别与焊接环的两端面相对；支撑固定单元包括若干沿焊接环的轴向依次设置的限位部，限位部包括液压杆、挂钩以及柔性的限位环，液压杆的一端与机架固定连接，液压杆的另一端与挂钩固定连接，挂钩与限位环的内圈相抵，限位环的内圈可与管件的外壁相抵；液压杆的轴线与焊接环纵截面的半径平行，若干液压杆沿焊接环纵截面的轴向均匀设置。
通过上述设置，位于焊接环两侧的支撑固定单元能够分别对两个管件进行限位固定，当单个支撑固定单元在对管件进行固定时，启动缩短两个支撑固定单元中的液压杆，液压杆拉动挂钩向远离管件的方向同时移动，此时挂钩拉动限位环的局部向远离管件的轴心处移动，限位环远离挂钩的侧面与管件的外壁相抵，限位环的内壁能够准确的贴合在管件的外壁上，实现对管件的稳定固定，且让固定后管件的轴线与焊接环处于同轴状态；在完成管件的焊接后，控制所有的液压杆伸长，限位环对管件进行放松即可。
进一步，限位环远离挂钩的侧壁内设有弹性的金属弹片，金属弹片固定安装在限位环内；金属弹片呈弧形状，金属弹片的圆心角大于等于180°。
通过上述设置，在限位环对管件松懈后，在金属弹片的支撑下，限位环远离挂钩的一侧均呈弧形，金属弹片能够对柔性的限位环进行支撑，便于下一个待焊接的管件能够快速的穿过若干限位环，使得管件的安装更加方便；同时当限位环在与管件相抵时，金属弹片能够让限位环更为稳定的与管件贴合，且能够增强限位环与管件的之间的贴合强度。
附图说明
图1为本发明自动化焊接装配机械装备主视方向的结构示意图；
图2为图1中自动化焊接装配机械装备右视方向的结构示意图；
图3为图2中A处的放大图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
说明书附图中的附图标记包括：机架10、安装台20、焊丝201、支撑架202、转轴203、焊接环30、安装槽301、滑轨401、滑块402、弹簧杆403、焊枪404、滚珠405、液压杆501、挂钩502、限位环503、金属弹片504、管件60。
实施例基本如附图1、附图2和附图3所示：自动化焊接装配机械装备，包括机架10、安装台20、焊接环30、焊接单元、焊丝201、焊丝牵引单元以及可将管件60支撑至与焊接环30同轴的支撑固定单元，安装台20的数量为两个，两个安装台20均水平焊接在机架10上，焊接环30焊接在两个安装台20上，焊接环30的轴线与安装台20的靠近焊接环30的侧面平行，且两个安装台20沿焊接环30的轴线在水平面内轴对称设置。
如图1和图2所示，焊接单元包括环状的滑轨401、四个在滑轨401上滑动的滑块402以及可对管件60的接缝处进行焊接的焊接部，焊接部的数量为四个，焊接环30的内壁上设有环状的安装槽301，滑轨401同轴焊接在焊接环30的安装槽301内，焊接部焊接在滑块402远离滑轨401的一侧上；四个滑块402均匀设置在滑轨401的圆周上，焊接部包括弹簧杆403和焊枪404，弹簧杆403的一端与滑块402远离滑轨401的一侧焊接，焊枪404焊接在弹簧杆403的另一端上；同时如图3所示，弹簧杆403靠近焊枪404的端面上转动安装有滚珠405，滚珠405可与管件60的外壁相抵。
如图1和图2所示，焊丝牵引单元的数量为四个，其中两个焊丝牵引单元设置在上侧安装台20的下表面的左侧和右侧上，另外两个焊丝牵引单元设置在下侧安装台20的上表面的左侧和右侧上；焊丝牵引单元包括支撑架202以及卷绕焊丝201的转轴203，支撑架202竖直焊接在安装台20靠近焊接环30的一侧上，转轴203水平设置，且转轴203转动安装在支撑架202上；焊丝201的一端与转轴203焊接，焊丝201的另一端穿过焊枪404并且位于焊枪404靠近管件60的一侧上，四根焊丝201分别安装到四个焊枪404上。
如图1和图2所示，支撑固定单元的数量为两个，且两个支撑固定单元沿焊接环30的竖直中心面对称设置，两个支撑固定单元分别与焊接环30的两端面相对；支撑固定单元包括四个沿焊接环30的轴向依次设置的限位部，限位部包括液压杆501、挂钩502以及柔性的限位环503，挂钩502的纵截面呈“L”型，液压杆501的一端与机架10焊接，液压杆501的另一端与挂钩502一体成型，挂钩502与限位环503的内圈相抵，限位环503的内圈可与管件60的外壁相抵；液压杆501的轴线与焊接环30纵截面的半径平行，四个液压杆501沿焊接环30纵截面的轴向均匀设置，且相邻两个液压杆501的轴线相互垂直；限位环503远离挂钩502的侧壁内设有弹性的金属弹片504，金属弹片504为弹簧钢，金属弹片504胶接在限位环503内；金属弹片504呈弧形状，金属弹片504的圆心角为200°。
本实施例中的自动化焊接装配机械装备在使用时，将两个管件60的待焊接处相对，左侧的管件60依次穿过左侧的四个限位环503，右侧的管件60依次穿过右侧的四个限位环503，两个管件60的端部处均移动至焊接环30内，且管件60的焊缝处均与焊枪404相对，弹簧杆403端部处的滚珠405与管件60的外壁相抵。
然后同时启动缩短两个支撑固定单元中的液压杆501，液压杆501拉动挂钩502向远离管件60的方向同时移动，此时挂钩502拉动限位环503的局部向远离管件60的轴心处移动，限位环503远离挂钩502的侧面与管件60的外壁相抵，限位环503在被持续拉紧的过程中，限位环503内的金属弹片504也能够准确的贴合在管件60的外壁上，实现对管件60的稳定贴合，待左右两侧的限位环503均贴紧管件60后，即可实现对管件60的固定和限位，固定后管件60的轴线与焊接环30处于同轴状态，且两根管件60的端面稳定的贴合。
在进行焊接时，启动四个滑块402和四个焊枪404，滑块402带动相应的焊接部沿滑轨401滑动，弹簧杆403端部处的滚珠405与关键的外壁滚动接触，焊枪404同时对管件60的焊缝处进行焊接处理，当滑块402带动弹簧杆403移动时，焊枪404沿焊缝所在的周面同步移动，进而对焊缝进行全面且快速的焊接，此过程中焊丝201得到拉伸，焊丝201带动转轴203相对支撑架202转动，可实现对焊丝201的放松，便于焊枪404进行焊接；此过程中，四个焊接部可同时对管件60的焊缝处进行焊接，使得管件60的焊接效率提高。
待焊接完成后，控制所有的液压杆501伸长，八个限位环503对管件60进行放松，此时向右取出焊接完成后的管件60即可，焊接后的管件60取出方便。

Claims (6)

1.自动化焊接装配机械装备，包括机架和安装台，安装台固定安装在机架上，其特征在于，还包括焊接环、焊接单元以及可将管件支撑至与焊接环同轴的支撑固定单元，焊接环固定安装在安装台上，焊接环的轴线与安装台的靠近焊接环的侧面平行，焊接单元包括环状的滑轨、在滑轨上滑动的滑块以及可对管件的接缝处进行焊接的焊接部，滑轨同轴固定安装在焊接环的内圈上，焊接部固定设置在滑块远离滑轨的一侧上。
2.根据权利要求1所述的自动化焊接装配机械装备，其特征在于，所述焊接部包括弹簧杆和焊枪，弹簧杆的一端与滑块远离滑轨的一侧固定连接，焊枪固定安装在弹簧杆的另一端上，且弹簧杆靠近焊枪的端面上转动安装有滚珠，滚珠可与管件的外壁相抵。
3.根据权利要求2所述的自动化焊接装配机械装备，其特征在于，还包括焊丝以及焊丝牵引单元，所述焊丝牵引单元包括支撑架以及卷绕焊丝的转轴，支撑架竖直固定安装在安装台靠近焊接环的一侧上，转轴水平设置，且转轴转动安装在支撑架上。
4.根据权利要求3所述的自动化焊接装配机械装备，其特征在于，所述安装台的数量为两个，且两个安装台沿焊接环的水平中心面对称设置，且焊接部的数量大于等于二。
5.根据权利要求4所述的自动化焊接装配机械装备，其特征在于，所述支撑固定单元的数量为两个，且两个支撑固定单元沿焊接环的竖直中心面对称设置，两个支撑固定单元分别与焊接环的两端面相对；所述支撑固定单元包括若干沿焊接环的轴向依次设置的限位部，限位部包括液压杆、挂钩以及柔性的限位环，液压杆的一端与机架固定连接，液压杆的另一端与挂钩固定连接，挂钩与限位环的内圈相抵，限位环的内圈可与管件的外壁相抵；液压杆的轴线与焊接环纵截面的半径平行，若干液压杆沿焊接环纵截面的轴向均匀设置。
6.根据权利要求5所述的自动化焊接装配机械装备，其特征在于，所述限位环远离挂钩的侧壁内设有弹性的金属弹片，金属弹片固定安装在限位环内；金属弹片呈弧形状，金属弹片的圆心角大于等于180°。
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