CN113334020A - 一种金属管道自动化焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属管道焊接技术领域，特别涉及一种金属管道自动化焊接设备，包括底板、固定机构、焊接机构、支撑机构和降温机构；本发明中的支撑机构针对不同直径的金属管道进行支撑，同时对摆放的金属管道的摆放位置进行定位，使得金属管道的圆心与弧形卡紧板的圆心、环形板的圆心均位于同一水平面，以便于焊接机对金属管道的对接点进行准确的焊接，在支撑机构支撑的同时，前后两个梯形块在推动弹簧的弹力作用下与金属管道的外壁紧贴，从而使得金属管道的固定面积增大，提高了金属管道的固定效果，避免了因金属管道的固定效果不佳所造成的金属管道晃动的现象。

Description

一种金属管道自动化焊接设备
技术领域
本发明涉及金属管道焊接技术领域，特别涉及一种金属管道自动化焊接设备。
背景技术
金属管道之间进行对位焊接时需要将管道分别吊运到支撑台上，之后采用人工辅助的方式对金属管道的位置进行调节并通过支撑台上的夹具将其位置进行定位，使得两个金属管道的相对端进行对接，之后通过焊接机对金属管道的对接位置进行焊接；现有金属管道焊接的过程中会存在以下问题：1.现有通过人工辅助对金属管道摆放时其摆放位置无法精确定位，使得金属管道易产生偏斜或者对接有偏差的现象，使得焊接机与金属管道产生倾角或者管道之间对接不准确，造成金属管道之间的焊接效果差，且金属管道焊接过程中因其管状结构使得其存在晃动的隐患。
2.针对不同直径的金属管道进行定位时需要对支撑台上的夹具进行更换，使得支撑台的适用性较低，同时外部的焊接机的位置需要同步进行调节，从而造成金属管材的焊接效率低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案，一种金属管道自动化焊接设备，包括底板、固定机构、焊接机构、支撑机构和降温机构，所述的底板的上端面左右对称设置有固定机构，底板的上端面设置有焊接机构，焊接机构位于固定机构之间，两个固定机构上均设置有支撑机构，焊接机构上设置有降温机构。
所述的固定机构包括支撑板、双向螺纹杆、转动把、L形板、弧形夹紧板和支撑弹簧杆，所述的底板的上端面前后对称安装有支撑板，支撑板之间转动连接有双向螺纹杆，双向螺纹杆的前端贯穿支撑板后对称安装有转动把，双向螺纹杆上前后对称通过螺纹连接有L形板，L形板的相对面均安装有弧形夹紧板，弧形夹紧板与支撑板之间通过支撑弹簧杆相连接，支撑弹簧杆左右对称排布。
所述的焊接机构包括矩形凹槽、导向轴、支撑块、调距螺纹杆、转动杆、立板、环形板、齿圈、架板、伸缩杆、安装板、焊接机、转动轴、转动齿轮和电动机，所述底板的上端面开设有矩形凹槽，矩形凹槽内前后对称安装有导向轴，导向轴上滑动连接有支撑块，矩形凹槽内转动连接有调距螺纹杆，调距螺纹杆的左端贯穿底板后安装有转动杆，调距螺纹杆位于前后导向轴之间，且调距螺纹杆与支撑块之间通过螺纹连接，支撑块的上端面安装有立板，立板的上端面安装有环形板，环形板的圆心与前后两个弧形夹紧板的圆心位于同一水平面内，环形板的外壁靠近左端处套设有齿圈，齿圈与环形板之间转动连接，齿圈的左端面安装有架板，架板的下端面通过伸缩杆安装有安装板，安装板的下端面安装有焊接机，立板的左端面转动连接有转动轴，转动轴上套设有与齿圈相啮合的转动齿轮，立板的右端面通过机架安装有电动机，转动轴的右端贯穿立板后与电动机的输出轴相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的支撑机构包括支撑架、平衡弹簧杆、承接板、弧形座、匚形架、圆形孔和液压缸，前后两个所述的支撑板之间共同安装有支撑架，支撑架位于双向螺纹杆的下方，支撑架的上端面安装有平衡弹簧杆，平衡弹簧杆呈矩阵排布，前后相对应的两个平衡弹簧杆的上端面共同安装有承接板，承接板位于弧形夹紧板的左右两侧，承接板的上端面中部安装有弧形座，左右两个位于同一支撑架上方的承接板的下端面通过匚形架相连接，支撑架的上端面开设有圆形孔，底板的上端面安装有液压缸，液压缸的伸缩端贯穿圆形孔后与匚形架相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的降温机构包括环形槽、喷雾孔、环形端盖和进水管，所述的环形板的左端面开设有环形槽，环形槽的内壁沿其周向开设有从左向右等距离排布的喷雾孔，环形板的左端面安装有环形端盖，环形板的外壁安装有进水管，进水管贯穿环形板后与环形槽相连通。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的承接板的上端面开设有前后对称排布的阶梯槽，阶梯槽位于弧形座的前后两侧，阶梯槽内安装有阶梯板，阶梯板的上端面安装有梯形块，承接板的前后两端对称安装有固定板，固定板与梯形板之间通过推动弹簧相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的阶梯板的下端面转动连接有滚珠，滚珠呈矩阵排布，滚珠与阶梯槽之间滑动连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的架板的上端面通过螺纹连接有调节螺纹杆，调节螺纹杆的下端贯穿架板后与安装板转动连接，调节螺纹杆的上端安装有转动盘。
作为本发明的一种优选技术方案，前后两个所述的弧形夹紧板的相对面均通过螺栓连接有橡胶垫。
作为本发明的一种优选技术方案，前后两个所述的梯形块相对面向弧形座倾斜。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明中的支撑机构针对不同直径的金属管道进行支撑，同时对摆放的金属管道的摆放位置进行定位，使得金属管道的圆心与弧形卡紧板的圆心、环形板的圆心均位于同一水平面，以便于焊接机对金属管道的对接点进行准确的焊接，在支撑机构支撑的同时，前后两个梯形块在推动弹簧的弹力作用下与金属管道的外壁紧贴，从而使得金属管道的固定面积增大，提高了金属管道的固定效果，避免了因金属管道的固定效果不佳所造成的金属管道晃动的现象。
2.本发明中的弧形座对金属管道起到辅助支撑的作用，以便于弧形夹紧板对金属管道进行夹紧固定，使得本发明可根据不同直径的金属管道对其高度进行调节，增加金属管道的对位精度。
3.本发明通过喷雾孔对环形板内的金属管道焊接处进行喷雾降温，使得金属管道的焊接处可以得到快速的降温，避免了将焊接之后的金属管道取下时金属管道与操作人员之间接触产生烫伤的问题。
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是本发明的第一立体结构示意图。
图2是本发明图1的A处局部放大图。
图3是本发明的第二立体结构示意图。
图4是本发明的第三立体结构示意图。
图5是本发明固定机构与支撑机构之间的结构示意图。
图6是本发明环形板、齿圈、环形槽、喷雾孔、进水管之间的结构示意图。
图7是本发明承接板、阶梯槽、阶梯板、梯形块、滚珠之间的结构示意图。
图中：1、底板；2、固定机构；3、焊接机构；4、支撑机构；5、降温机构；20、支撑板；21、双向螺纹杆；22、转动把；23、L形板；24、弧形夹紧板；240、橡胶垫；25、支撑弹簧杆；30、矩形凹槽；31、导向轴；32、支撑块；33、调距螺纹杆；34、转动杆；35、立板；36、环形板；37、齿圈；38、架板；380、调节螺纹杆；381、转动盘；39、伸缩杆；301、安装板；302、焊接机；303、转动轴；304、转动齿轮；305、电动机；40、支撑架；42、平衡弹簧杆；43、承接板；430、阶梯槽；431、阶梯板；432、梯形块；433、固定板；434、推动弹簧；435、滚珠；44、弧形座；45、匚形架；46、圆形孔；47、液压缸；50、环形槽；51、喷雾孔；52、环形端盖；53、进水管。
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，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参阅图1，一种金属管道自动化焊接设备，包括底板1、固定机构2、焊接机构3、支撑机构4和降温机构5，所述的底板1的上端面左右对称设置有固定机构2，底板1的上端面设置有焊接机构3，焊接机构3位于固定机构2之间，两个固定机构2上均设置有支撑机构4，焊接机构3上设置有降温机构5。
参阅图1与图5，所述的固定机构2包括支撑板20、双向螺纹杆21、转动把22、L形板23、弧形夹紧板24和支撑弹簧杆25，所述的底板1的上端面前后对称安装有支撑板20，支撑板20之间转动连接有双向螺纹杆21，双向螺纹杆21的前端贯穿支撑板20后对称安装有转动把22，双向螺纹杆21上前后对称通过螺纹连接有L形板23，L形板23的相对面均安装有弧形夹紧板24，弧形夹紧板24与支撑板20之间通过支撑弹簧杆25相连接，支撑弹簧杆25左右对称排布，工作时，将需要焊接的两个金属管道分别先后放置在左右两个支撑机构4上，然后通过转动转动把22带动双向螺纹杆21转动，双向螺纹杆21转动带动前后两个L形板23与弧形夹紧板24向金属管道移动，使得弧形夹紧板24对金属管道进行固定夹紧，从而使得金属管道得到固定，避免了金属管道在焊接过程中产生晃动导致出现焊接位置不准确的现象，支撑弹簧杆25对弧形夹紧板24起到限位与支撑的作用，使得弧形夹紧板24对金属管道的夹紧力更加均匀。
参阅图1与图5，前后两个所述的弧形夹紧板24的相对面均通过螺栓连接有橡胶垫240，橡胶垫240用于避免出现弧形夹紧板24将金属管道卡伤的现象。
参阅图2、图4与图5，所述的支撑机构4包括支撑架40、平衡弹簧杆42、承接板43、弧形座44、匚形架45、圆形孔46和液压缸47，前后两个所述的支撑板20之间共同安装有支撑架40，支撑架40位于双向螺纹杆21的下方，支撑架40的上端面安装有平衡弹簧杆42，平衡弹簧杆42呈矩阵排布，前后相对应的两个平衡弹簧杆42的上端面共同安装有承接板43，承接板43位于弧形夹紧板24的左右两侧，承接板43的上端面中部安装有弧形座44，左右两个位于同一支撑架40上方的承接板43的下端面通过匚形架45相连接，支撑架40的上端面开设有圆形孔46，底板1的上端面安装有液压缸47，液压缸47的伸缩端贯穿圆形孔46后与匚形架45相连接，工作时，先将其中一个金属管道放置在同一侧的左右两个弧形座44上，然后通过液压缸47的收缩运动带动金属管道向下移动，使得金属管道的圆心与弧形夹紧板24的圆心处于同一水平面内，然后再将环形板36移动到位置确定的金属管道上，之后再放置另一个金属管道，从而避免两个金属管道位置确定之后再左右移动的问题，弧形座44对金属管道起到辅助支撑的作用，同时便于弧形夹紧板24对金属管道进行夹紧固定，使得本发明可根据不同直径的金属管道对其高度进行调节，增加金属管道的对位精度。
参阅图5与图7，所述的承接板43的上端面开设有前后对称排布的阶梯槽430，阶梯槽430位于弧形座44的前后两侧，阶梯槽430内安装有阶梯板431，阶梯板431的上端面安装有梯形块432，承接板43的前后两端对称安装有固定板433，固定板433与梯形板之间通过推动弹簧434相连接，工作时，金属管道放置在弧形座44上时，通过金属管道自身的重力推动前后两侧的梯形块432向两侧移动，当金属管道与弧形座44紧贴时，前后两个梯形块432在推动弹簧434的弹力作用下与金属管道的外壁紧贴，从而使得金属管道的固定面积增大，提高了金属管道的固定效果，避免了因金属管道的固定效果不佳所导致的焊接处不均匀的问题。
参阅图7，所述的阶梯板431的下端面转动连接有滚珠435，滚珠435呈矩阵排布，滚珠435与阶梯槽430之间滑动连接，滚珠435用于减小阶梯板431与阶梯槽430之间的摩擦力。
参阅图5，前后两个所述的梯形块432相对面向弧形座44倾斜，便于梯型块与金属管道紧贴。
参阅图2、图3与图4，所述的焊接机构3包括矩形凹槽30、导向轴31、支撑块32、调距螺纹杆33、转动杆34、立板35、环形板36、齿圈37、架板38、伸缩杆39、安装板301、焊接机302、转动轴303、转动齿轮304和电动机305，所述的底板1的上端面开设有矩形凹槽30，矩形凹槽30内前后对称安装有导向轴31，导向轴31上滑动连接有支撑块32，矩形凹槽30内转动连接有调距螺纹杆33，调距螺纹杆33的左端贯穿底板1后安装有转动杆34，调距螺纹杆33位于前后导向轴31之间，且调距螺纹杆33与支撑块32之间通过螺纹连接，支撑块32的上端面安装有立板35，立板35的上端面安装有环形板36，环形板36的圆心与前后两个弧形夹紧板24的圆心位于同一水平面，环形板36的外壁靠近左端处套设有齿圈37，齿圈37与环形板36之间转动连接，齿圈37的左端面安装有架板38，架板38的下端面通过伸缩杆39安装有安装板301，安装板301的下端面安装有焊接机302，焊接机302为现有技术，通过焊接机302能够自动对两个金属管道的对接位置进行焊接，焊接机302上焊接头的中心线穿过环形板36的轴心线，这种设置方式使得焊接机302上的焊接头能够垂直于金属管道的对接位置，从而增加焊接机302对金属管道的焊接效果，立板35的左端面转动连接有转动轴303，转动轴303上套设有与齿圈37相啮合的转动齿轮304，立板35的右端面通过机架安装有电动机305，转动轴303的右端贯穿立板35后与电动机305的输出轴相连接，工作时，在支撑机构4将金属管道的固定位置调节完成之后，将环形板36套设到其中一个金属管道上，然后再通过固定机构2将两个金属管道固定，金属管道固定完成之后，通过转动转动杆34带动调距螺纹杆33转动，调距螺纹杆33带动支撑块32移动，支撑块32通过立板35与环形板36带动焊接机302移动，将焊接机302移动至两个金属管道的焊接点，之后启动电动机305，电动机305带动转动轴303转动，转动轴303带动转动齿轮304转动，转动齿轮304与齿圈37啮合从而带动齿圈37转动，齿圈37通过架板38、伸缩杆39与安装板301带动焊接机302沿金属管道周向转动，从而对金属管道进行焊接，焊接机302沿金属管道周向转动焊接，使得金属管道的焊接更加均匀，避免了因金属管道之间的焊接点角度原因造成的焊接不均匀的问题。
参阅图3与图6，所述的降温机构5包括环形槽50、喷雾孔51、环形端盖52和进水管53，所述的环形板36的左端面开设有环形槽50，环形槽50的内壁沿其周向开设有从左向右等距离排布的喷雾孔51，环形板36的左端面安装有环形端盖52，环形板36的外壁安装有进水管53，进水管53贯穿环形板36后与环形槽50相连通，工作时，进水管53与现有的供水系统相连接，当金属管道焊接完成并在规定的时间冷却后，通过转动转动杆34使得支撑块32带动环形板36向金属管道的焊接处移动，使得环形板36位于金属管道的焊接处，然后通过现有的供水系统对进水管53进行输送水，水从进水管53进入环形槽50内，然后再通过喷雾孔51对环形板36内的金属管道焊接处进行喷雾降温，使得金属管道的焊接处可以得到快速的降温，避免了将焊接之后的金属管道取下时金属管道与操作人员之间接触产生烫伤的问题。
参阅图2，所述的架板38的上端面通过螺纹连接有调节螺纹杆380，调节螺纹杆380的下端贯穿架板38后与安装板301转动连接，调节螺纹杆380的上端安装有转动盘381，工作时，可通过转动调节螺纹杆380带动安装板301与焊接机302上下移动，从而实现对不同直径的金属管道进行焊接的功能，拓宽了焊接设备的使用范围。
具体工作时，第一步，先将其中一个金属管道放置在同一侧的左右两个弧形座44上，然后通过液压缸47的伸缩端向下移动带动金属管道向下移动，使得金属管道的圆心与弧形夹紧板24的圆心对齐，然后再将环形板36移动到位置确定的金属管道上，之后再放置另一个金属管道，之后对另一个金属管道的圆心位置调节，将两个金属管道对齐紧贴，通过转动转动把22带动双向螺纹杆21转动，双向螺纹杆21转动带动前后两个L形板23与弧形夹紧板24向金属管道移动，使得弧形夹紧板24对金属管道进行固定夹紧，从而使得金属管道得到固定。
第二步，通过转动转动杆34带动调距螺纹杆33转动，调距螺纹杆33带动支撑块32移动，支撑块32通过立板35与环形板36带动焊接机302移动，将焊接机302移动至两个金属管道的焊接点，之后启动电动机305，电动机305带动转动轴303转动，转动轴303带动转动齿轮304转动，转动齿轮304与齿圈37啮合从而带动齿圈37转动，齿圈37通过架板38、伸缩杆39与安装板301带动焊接机302沿金属管道周向转动，从而对金属管道进行焊接，焊接机302沿金属管道周向转动焊接，使得金属管道的焊接更加均匀。
第三步，当金属管道焊接完成并在规定的时间冷却后，通过转动转动杆34使得支撑块32带动环形板36向金属管道的焊接处移动，使得环形板36位于金属管道的焊接处，然后通过现有的供水系统对进水管53进行输送水，水从进水管53进入环形槽50内，然后再通过喷雾孔51对环形板36内的金属管道焊接处进行喷雾降温，使得金属管道的焊接处可以得到快速的降温。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种金属管道自动化焊接设备，包括底板(1)、固定机构(2)、焊接机构(3)、支撑机构(4)和降温机构(5)，其特征在于：所述的底板(1)的上端面左右对称设置有固定机构(2)，底板(1)的上端面设置有焊接机构(3)，焊接机构(3)位于固定机构(2)之间，两个固定机构(2)上均设置有支撑机构(4)，焊接机构(3)上设置有降温机构(5)；
所述的固定机构(2)包括支撑板(20)、双向螺纹杆(21)、转动把(22)、L形板(23)、弧形夹紧板(24)和支撑弹簧杆(25)，所述的底板(1)的上端面前后对称安装有支撑板(20)，支撑板(20)之间转动连接有双向螺纹杆(21)，双向螺纹杆(21)的前端贯穿支撑板(20)后对称安装有转动把(22)，双向螺纹杆(21)上前后对称通过螺纹连接有L形板(23)，L形板(23)的相对面均安装有弧形夹紧板(24)，弧形夹紧板(24)与支撑板(20)之间通过支撑弹簧杆(25)相连接，支撑弹簧杆(25)左右对称排布；
所述的焊接机构(3)包括矩形凹槽(30)、导向轴(31)、支撑块(32)、调距螺纹杆(33)、转动杆(34)、立板(35)、环形板(36)、齿圈(37)、架板(38)、伸缩杆(39)、安装板(301)、焊接机(302)、转动轴(303)、转动齿轮(304)和电动机(305)，所述的底板(1)的上端面开设有矩形凹槽(30)，矩形凹槽(30)内前后对称安装有导向轴(31)，导向轴(31)上滑动连接有支撑块(32)，矩形凹槽(30)内转动连接有调距螺纹杆(33)，调距螺纹杆(33)的左端贯穿底板(1)后安装有转动杆(34)，调距螺纹杆(33)位于前后导向轴(31)之间，且调距螺纹杆(33)与支撑块(32)之间通过螺纹连接，支撑块(32)的上端面安装有立板(35)，立板(35)的上端面安装有环形板(36)，环形板(36)的圆心与前后两个弧形夹紧板(24)的圆心位于同一水平面内，环形板(36)的外壁靠近左端处套设有齿圈(37)，齿圈(37)与环形板(36)之间转动连接，齿圈(37)的左端面安装有架板(38)，架板(38)的下端面通过伸缩杆(39)安装有安装板(301)，安装板(301)的下端面安装有焊接机(302)，立板(35)的左端面转动连接有转动轴(303)，转动轴(303)上套设有与齿圈(37)相啮合的转动齿轮(304)，立板(35)的右端面通过机架安装有电动机(305)，转动轴(303)的右端贯穿立板(35)后与电动机(305)的输出轴相连接。
2.根据权利要求1所述的一种金属管道自动化焊接设备，其特征在于：所述的支撑机构(4)包括支撑架(40)、平衡弹簧杆(42)、承接板(43)、弧形座(44)、匚形架(45)、圆形孔(46)和液压缸(47)，前后两个所述的支撑板(20)之间共同安装有支撑架(40)，支撑架(40)位于双向螺纹杆(21)的下方，支撑架(40)的上端面安装有平衡弹簧杆(42)，平衡弹簧杆(42)呈矩阵排布，前后相对应的两个平衡弹簧杆(42)的上端面共同安装有承接板(43)，承接板(43)位于弧形夹紧板(24)的左右两侧，承接板(43)的上端面中部安装有弧形座(44)，左右两个位于同一支撑架(40)上方的承接板(43)的下端面通过匚形架(45)相连接，支撑架(40)的上端面开设有圆形孔(46)，底板(1)的上端面安装有液压缸(47)，液压缸(47)的伸缩端贯穿圆形孔(46)后与匚形架(45)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种金属管道自动化焊接设备，其特征在于：所述的降温机构(5)包括环形槽(50)、喷雾孔(51)、环形端盖(52)和进水管(53)，所述的环形板(36)的左端面开设有环形槽(50)，环形槽(50)的内壁沿其周向开设有从左向右等距离排布的喷雾孔(51)，环形板(36)的左端面安装有环形端盖(52)，环形板(36)的外壁安装有进水管(53)，进水管(53)贯穿环形板(36)后与环形槽(50)相连通。
4.根据权利要求2所述的一种金属管道自动化焊接设备，其特征在于：所述的承接板(43)的上端面开设有前后对称排布的阶梯槽(430)，阶梯槽(430)位于弧形座(44)的前后两侧，阶梯槽(430)内安装有阶梯板(431)，阶梯板(431)的上端面安装有梯形块(432)，承接板(43)的前后两端对称安装有固定板(433)，固定板(433)与梯形板之间通过推动弹簧(434)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种金属管道自动化焊接设备，其特征在于：所述的阶梯板(431)的下端面转动连接有滚珠(435)，滚珠(435)呈矩阵排布。
6.根据权利要求1所述的一种金属管道自动化焊接设备，其特征在于：所述的架板(38)的上端面通过螺纹连接有调节螺纹杆(380)，调节螺纹杆(380)的下端贯穿架板(38)后与安装板(301)转动连接，调节螺纹杆(380)的上端安装有转动盘(381)。
7.根据权利要求1所述的一种金属管道自动化焊接设备，其特征在于：前后两个所述的弧形夹紧板(24)的相对面通过螺栓连接有橡胶垫(240)。
8.根据权利要求4所述的一种金属管道自动化焊接设备，其特征在于：前后两个所述的梯形块(432)相对面向弧形座(44)倾斜。
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