CN113385818A - 一种新型自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种新型自动焊接装置，用于焊接气瓶，自动焊接装置包括输送单元、固定单元、焊接单元和控制单元。输送单元设有导轨和导轨调节件，导轨调节件调节导轨以输送待焊接气瓶；固定单元分别设置于待焊接气瓶的两端，每个固定单元设有卡固件、旋转件和旋转调节件，卡固件相对设置以卡固待焊接气瓶，旋转件分别与卡固件旋转连接，其中一个旋转件与旋转调节件连接以调节旋转件；焊接单元其设于固定单元的上部；焊接单元设有焊枪以焊接待焊接气瓶的焊缝；控制单元可控制输送单元、固定单元和焊接单元运行。本发明提供的新型自动焊接装置，既采用自动控制，又采用激光焊对焊缝进行精准焊接，提高气瓶的成型质量。

Description

一种新型自动焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种新型自动焊接装置。

背景技术

现有技术中，圆筒类压力容器的环状焊缝焊接一般采用埋弧焊，瓶体旋转采用滚轮架。当瓶体上的焊缝旋转至与滚轮架接触时，瓶体相对于焊枪将会发生一定的向上位移，相当于拉近了与焊枪的距离，在焊接处产生凸起，若多道焊，凸起则更严重。这不仅仅影响焊缝外观，主要是凸起处会产生应力集中，影响压力容器的使用安全。焊接不精准，焊缝会存在偏斜、高低不平、假焊等致命缺陷。焊接过程中需人工操作的步骤较多，受人为因素影响较大；瓶体环状焊缝焊接完成后瓶体需人工推出焊接工位，降低了生产效率，加大了工人的体力劳动。

进一步地，埋弧焊在焊接过程中除了需要填充金属丝之外，还需要配以焊剂才能完成焊接。用埋弧焊完成一道焊缝，所敷焊剂的60％将烧结成渣，不能再重复利用，所以焊剂的消耗量是很大的；焊接完成后还需要人工敲渣。熔化极气体保护焊受焊接电源的影响其功率较小，故所使用的焊丝直径较小，降低了生产效率；且受功率限制，其熔深较浅，同样深度、宽度的焊缝，熔化极气体保护焊需要多层多道焊才能完成，降低了生产效率；且熔化极气体保护焊飞溅较大，既浪费焊材，飞溅还会污染瓶体。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种新型自动焊接装置。

本发明一个进一步的目的是要自动对缝进行高精度焊接环形焊缝。

本发明另一个进一步的目的是要提高压力容器的成型质量。

特别地，本发明提供了一种新型自动焊接装置，用于焊接气瓶，所述自动焊接装置包括：

输送单元，其设有导轨和导轨调节件，所述导轨调节件调节所述导轨以输送待焊接气瓶；

固定单元，分别设置于所述待焊接气瓶的两端，每个所述固定单元设有卡固件、旋转件和旋转调节件，所述卡固件相对设置以卡固所述待焊接气瓶，所述旋转件分别与所述卡固件旋转连接，其中一个所述旋转件与所述旋转调节件连接以调节所述旋转件；

焊接单元，其设于所述固定单元的上部；所述焊接单元设有焊枪以焊接所述待焊接气瓶的焊缝；及

控制单元，可控制所述输送单元、固定单元和焊接单元运行。

优选的，所述导轨依次包括进瓶轨道、翻转轨道和出瓶轨道；

所述进瓶轨道和所述翻转轨道之间活动连接；

所述翻转轨道和所述出瓶轨道之间设有气瓶定位件。

优选的，所述气瓶定位件整体为棱台形状，其顶面为弧面设计。

优选的，所述导轨调节件的底部设有定位滑台，上部依次排列翻转导轨调节部和气瓶定位件调节部；

所述翻转导轨调节部设于所述翻转导轨的下部以调节所述翻转导轨；

所述气瓶定位件调节部设于所述气瓶定位件的下部以升降所述气瓶定位件。

优选的，所述卡固件相对设置，分别卡固所述待焊接气瓶的两端；

所述旋转件与所述旋转调节件的动力输出端旋转连接。

优选的，与所述旋转调节件相对设置的所述旋转件滑动连接有滑动件，所述滑动件带动所述旋转件和所述卡固件远离或者靠近所述待焊接气瓶的端部移动。

优选的，所述焊接单元采用熔焊进行焊接。

优选的，所述熔焊采用激光焊接。

优选的，所述焊接单元包括追踪器以追踪所述待焊接气瓶的焊缝。

优选的，所述控制单元包括输送单元控制部、固定单元控制部和焊接单元控制部，分别控制所述输送单元、所述固定单元和所述焊接单元的动作。

本发明提供的新型自动焊接装置，一方面采用自动控制，使用红外追踪器对焊缝进行追踪，另一方面，采用激光焊对焊缝进行精准焊接。自动追踪焊缝，不会出现焊缝偏斜或者焊缝高低不平，甚至假焊现象。激光焊焊接速度快，易于实现自动化，焊缝牢固美观，不会产生焊渣，提高气瓶的成型质量，气瓶使用安全系数大大提高。

进一步地，自动化焊接，人为干扰因素较小，人为操作步骤较少，大大提高生产效率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的新型自动焊接装置整体示意图；

图中：10，焊接装置；20，气瓶；100，输送单元；110，导轨；111，进瓶轨道；112，翻转轨道；113，出瓶轨道；120，导轨调节件；121，定位滑台；122，翻转导轨调节部；123，气瓶定位件调节部；130，气瓶定位件；200，固定单元；210，卡固件；220，旋转件；230，旋转调节件；240，滑动件；241，滑杆；300，焊接单元；310，追踪器；320，焊枪；400，控制单元；410，输送单元控制部；420，固定单元控制部；430，焊接单元控制部。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例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作出创造性劳动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。

图1是根据本发明一个实施例的一种新型自动焊接装置10，该自动焊接装置10主要用于焊接圆筒类的环缝，可实现自动均匀焊接环缝。自动焊接装置10一般包括输送单元100、固定单元200、焊接单元300和控制单元400。

输送单元100用于将待焊接气瓶20从放置区转移到待焊接区域。具体地，该输送装置设有导轨110和导轨调节件120，导轨调节件120调节导轨110以输送待焊接气瓶20。导轨110可以但不限于采用带传动导轨和链传动导轨。导轨调节件120可以但不限于采用气动和液动提供动力。导轨调节件120将动力作用于导轨110，导轨110根据导轨调节件120的作用力方向进行移动。

在具体实施例中，导轨110依次包括进瓶轨道111、翻转轨道112和出瓶轨道113。待焊接气瓶20通过进瓶轨道111进入翻转轨道112。进瓶轨道111和翻转轨道112之间活动连接；翻转轨道112和出瓶轨道113之间设有气瓶定位件130。导轨调节件120的底部设有定位滑台121，上部依次排列翻转导轨调节部122和气瓶定位件调节部123，翻转导轨调节部122设于翻转导轨的下部以调节翻转导轨，可以控制翻转导轨上下移动或者左右移动或者其他直线运动；气瓶定位件调节部123设于气瓶定位件130的下部以升降气瓶定位件130。

当翻转轨道112和出瓶轨道113平行时，待焊接气瓶20固定不动；当翻转导轨调节部122向翻转轨道112向上顶出时，翻转导轨作用于待焊接气瓶20的一侧，进而推着待焊接气瓶20向出瓶轨道113移动。

在优选实施例中，气瓶定位件130整体为棱台形状，其顶面为弧面设计。当待焊接气瓶20依次经过进瓶轨道111和翻转轨道112进入气瓶定位件130时，该气瓶定位件130的顶面的顶点不高于出瓶轨道113的水平面。当待焊接气瓶20需要进行夹固焊接时，气瓶定位件130在气瓶定位件123的作用下向上顶出，待焊接气瓶20夹固后(具体夹固过程见下文分析)，气瓶定位件130向下归位，待焊接气瓶20悬空。气瓶定位件130包括动力输出的油缸和顶面固定端。

固定单元200分别设置于待焊接气瓶20的两端，每个固定单元200设有卡固件210、旋转件220和旋转调节件230，卡固件210卡固待焊接气瓶20，旋转件220与卡固件210旋转连接，旋转调节件230与其中一个选转件连接以调节旋转件220。

具体地，卡固件210相对设置，分别卡固待焊接气瓶20的两端。卡固件210与旋转件220旋转连接；旋转件220与旋转调节件230的动力输出端旋转连接。

在具体实施例中，当待焊接气瓶20被气瓶定位件130顶出到预定位置后，位于待焊接气瓶20两侧的卡固件210对其进行卡固，气瓶定位件130归位后，待焊接气瓶20悬空。旋转调节件230带动旋转件220旋转，进而带动待焊接气瓶20进行旋转。

在一些具体实施例中，旋转调节件230采用二级减速机，气瓶20旋转时可以选择多种旋转速度，可以适用不同规格大小的气瓶20。

在另一些实施例中，与旋转调节件230相对设置的旋转件220滑动连接有滑动件240，滑动件240固定连接有滑杆241，滑杆241与旋转件220旋转连接。滑动件240带动旋转件220和卡固件210远离或者靠近待焊接气瓶20的端部移动。需要固定待焊接气瓶20时，滑动件240靠近待焊接气瓶20移动，两侧的固定件夹紧待焊接气瓶20。需要放下待焊接气瓶20时，滑动件240远离待焊接气瓶20移动，两侧的固定件松开放下待焊接气瓶20。

具体地，焊接单元300设于固定单元200的上部；焊接单元300设有焊枪320以焊接待焊接气瓶20的焊缝。焊接单元300采用熔焊进行焊接，在具体实施例中，熔焊采用激光焊接，本领域技术人员很容易想到，熔焊还可以采用电弧焊、电子束焊、等离子焊、气体焊等焊接方式。

在优选实施例中，焊接单元300包括追踪器310，该追踪器310追踪焊接气瓶20的焊缝，具体但不限于采用红外线追踪。追踪器310的底部设有焊枪320，焊枪320根据上述不同的焊接方式进行选择。

控制单元400可控制输送单元100、固定单元200和焊接单元300运行。控制单元400包括输送单元控制部410、固定单元控制部420和焊接单元控制部430。输送单元控制部410控制输送单元100的动作，固定单元控制部420控制固定单元200的动作，焊接单元控制部430控制焊接单元300的动作。控制单元400可以但不限于采用PLC控制。

本发明提供的新型自动焊接装置10，其工作过程具体为：组成气瓶的原料采用激光切割技术进行下料，包括封头上所需管孔的切割。封头料片送到冲压工位进行冲压，筒体料片进入激光加工中心加工坡口；加工完成的筒体料片进入卷制工位；卷制并经校圆合格后进行筒体纵焊缝点焊。采用激光焊对筒体纵焊缝进行双面焊接；纵焊缝焊接完成后的筒体与封头进行组对并点焊，形成环焊缝；筒体与封头组成的气瓶20进入到全自动新型气瓶筒体环焊缝焊接装置10工位。新型自动焊接装置10把输送单元100、固定单元200和焊接单元300中需要控制的程序通过PLC归化为一个控制按钮，以实现一键全自动操作，具体可以为红外线跟踪、焊机、电机、所有油缸的控制。人工点击开始按钮，一键启动，后续所有动作均按预设自动完成。气瓶定位件130的油缸顶出升起，使气瓶20抬升至预定高度；滑动件240的滑台油缸带动滑杆241向右移动，推动封头卡箍至预定位置，使气瓶20两端封头被封头卡箍紧紧卡住。下一步，气瓶定位件130的油缸回缩至初始位置，悬空气瓶20。旋转调节件230自动启动，使气瓶20以预先评定的转速进行旋转。追踪器310自动打开，跟踪焊缝中心位置；焊机启动，两端焊缝开始同时进行焊接，焊接时间预设在控制器内，到达预定时间，焊机自动停止焊接。气瓶定位件130的油缸顶出至预定位置托住气瓶20；滑动件240的滑台油缸回缩至初始位置；导轨调节件120的油缸自动启动，带动定位滑台121朝向背离旋转调节件230的方向滑动，定位滑台121带动翻转导轨调节部122和气瓶定位件调节部123，实现气瓶20瓶体朝向背离旋转调节件230的方向移动规定距离；翻转导轨调节部122启动，翻转导轨上升一定位置，气瓶20的一侧受到向上的推力，气瓶20被推落至出瓶导轨，随导轨滚出；随后翻转导轨调节部122、气瓶定位件调节部123回缩至初始位置，定位滑台121油缸回缩，使翻转轨道112回复至初始位置。

本发明提供的新型自动焊接装置10，一方面采用自动控制，使用红外追踪器310对焊缝进行追踪，采用激光焊对焊缝进行精准焊接。自动追踪焊缝，不会出现焊缝错口、偏移或者焊缝高低不平，甚至假焊现象。激光焊焊接速度快，易于实现自动化，焊缝牢固美观，不会产生焊渣，提高气瓶20的成型质量，气瓶20使用安全系数大大提高。

进一步地，自动化焊接，人为干扰因素较小，人为操作步骤较少，大大提高生产效率。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种新型自动焊接装置，用于焊接气瓶，其特征在于，所述自动焊接装置包括：

输送单元，其设有导轨和导轨调节件，所述导轨调节件调节所述导轨以输送待焊接气瓶；

固定单元，分别设置于所述待焊接气瓶的两端，每个所述固定单元设有卡固件、旋转件和旋转调节件，所述卡固件相对设置以卡固所述待焊接气瓶，所述旋转件分别与所述卡固件旋转连接，其中一个所述旋转件与所述旋转调节件连接以调节所述旋转件；

焊接单元，其设于所述固定单元的上部；所述焊接单元设有焊枪以焊接所述待焊接气瓶的焊缝；及

控制单元，可控制所述输送单元、固定单元和焊接单元运行。

2.根据权利要求1所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

所述导轨依次包括进瓶轨道、翻转轨道和出瓶轨道；

所述进瓶轨道和所述翻转轨道之间活动连接；

所述翻转轨道和所述出瓶轨道之间设有气瓶定位件。

3.根据权利要求2所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

所述气瓶定位件整体为棱台形状，其顶面为弧面设计。

4.根据权利要求2所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

所述导轨调节件的底部设有定位滑台，上部依次排列翻转导轨调节部和气瓶定位件调节部；

所述翻转导轨调节部设于所述翻转导轨的下部以调节所述翻转导轨；

所述气瓶定位件调节部设于所述气瓶定位件的下部以升降所述气瓶定位件。

5.根据权利要求1所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

所述卡固件相对设置，分别卡固所述待焊接气瓶的两端；

所述旋转件与所述旋转调节件的动力输出端旋转连接。

6.根据权利要求1所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

与所述旋转调节件相对设置的所述旋转件滑动连接有滑动件，所述滑动件带动所述旋转件和所述卡固件远离或者靠近所述待焊接气瓶的端部移动。

7.根据权利要求1所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

所述焊接单元采用熔焊进行焊接。

8.根据权利要求7所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

所述熔焊采用激光焊接。

9.根据权利要求7所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

所述焊接单元包括追踪器以追踪所述待焊接气瓶的焊缝。

10.根据权利要求1所述的新型自动焊接装置，其特征在于，

所述控制单元包括输送单元控制部、固定单元控制部和焊接单元控制部，分别控制所述输送单元、所述固定单元和所述焊接单元的动作。

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