CN113601014A - 一种用于圆管生产的焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于圆管生产的焊接设备，包括机床、安装于机床上的焊接装置、用于固定管件的卡盘、与机床滑动连接的移动平台和驱动移动平台沿着机床滑动的驱动装置；卡盘安装于移动平台的一端，移动平台的另一端设置有用于支撑管件的尾端支撑装置。将折弯成管材的物料放在移动平台上，通过移动平台带动管材上的缝隙与焊接装置做相对运动，令焊接装置完成对管材上的缝隙的焊接，从而完成圆管的生产。

Description

一种用于圆管生产的焊接设备
技术领域
本发明涉及激光焊接设备技术领域，更具体地，涉及一种用于圆管生产的焊接设备。
背景技术
焊接在平板焊接已经逐渐成熟，但是对于一些圆管类的零件，焊缝不是在平面上的零件焊接，激光焊接设备较为欠缺，而采用传统的人工焊接的方法不但速度慢，生产效率低，并且焊缝不易控制，焊接热变形大，焊接缺陷不受控，也较难检测焊缝质量。
如公开号为“CN109175758A”，公开日为2019年1月11日的专利文件，公开了一种圆管焊接设备，包括机架、工作平台以及焊接机械手，还包括圆管旋转机构和圆管支承结构，所述工作平台设置于机架上，所述圆管旋转机构及圆管支承结构沿同一直线布置于工作平台上，所述焊接机械手设置于工作平台一侧，所述圆管旋转机构用于夹紧圆管端部并使得圆管作旋转运动，所述焊接机械手与圆管旋转机构保持联动操作，从而焊接机械手工作并配合圆管的旋转运动，使得焊接机械手沿圆管焊缝处进行自动焊接。本发明采用圆管焊接设备，实现圆管之间的自动焊接，工作效率高，焊接质量好，降低了工人的工作强度，能够满足大批量的圆管焊接。
但是在上述的方案中，该焊接设备只能用于实现圆管之间的自动焊接，即对圆管的二次加工，无法用于将板状件弯曲为圆管状后焊接为圆管的生产工艺中。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中无法用于圆管焊接生产的问题，提供一种用于圆管生产的焊接设备，将已经弯曲为圆管状的物料放入设备后，设备对该物料的焊缝进行焊接从而完成圆管的生产。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于圆管生产的焊接设备，包括机床、安装于机床上的焊接装置、用于固定管件的卡盘、与所述机床滑动连接的移动平台和驱动所述移动平台沿着机床滑动的驱动装置；所述卡盘安装于所述移动平台的一端，所述移动平台的另一端设置有用于支撑管件的尾端支撑装置。
在上述技术方案，将弯曲为圆管状的管件的一端通过卡盘夹紧固定，另一端通过尾端支撑装置实现支撑固定，在放置管件的时候，令管件的缝隙朝向焊接装置所在的方向。驱动装置驱动移动平台向焊接装置所在的方向运动，使得管材的一端位于焊接装置的下方。当管材位于焊接装置的下方后，启动焊接装置，并且启动驱动装置，使得管材的缝隙相对于焊接装置做直线运动，从而完成对管材缝隙的焊接，完成圆管的生产。
优选的，所述尾端支撑装置包括与所述移动平台滑动连接的底座、与所述底座螺纹连接的转动杆和与所述转动杆转动连接的压板；所述底座还可通过紧固件与所述移动平台固定连接；所述压板用于与管材的末端抵接；所述底座可在移动平台上滑动，从而调节底座与卡盘之间的距离，令移动平台可以夹紧不同长度的管材。在卡盘夹紧管材后，移动底座令压板与管材的另一端抵接，然后通过紧固件将底座固定在移动平台上，再通过扭动转动杆使得压板继续向管材所在的方向移动，令压板完全压紧管材。
优选的，所述驱动装置为设置于所述移动平台上的第一电机，所述第一电机的输出轴设置有齿轮；所述机床上设置有与所述齿轮啮合的齿条；所述第一电机驱动所述齿轮沿着所述齿条运动从而令所述移动平台沿着所述机床滑动。机床设置有与移动平台滑动连接的导轨，而齿条设置于机床上且与导轨平行，第一电机的输出轴穿过移动平台后通过齿轮与齿条啮合，第一电机启动后，齿轮能够沿着齿条移动，从而令移动平台沿着导轨移动。
优选的，所述移动平台上设置有驱动所述卡盘转动的旋转电机。在放置管材的时候，由于人工操作的原因，管材的缝隙不一定能正朝向焊接装置，通过旋转电机带动卡盘转动，重新调整管材的缝隙的朝向，令缝隙能够正朝向焊接装置。
优选的，所述移动平台还设置有摆动电机；所述旋转电机通过变速箱与所述卡盘连接；所述摆动电机驱动的输出轴与所述变速箱连接，所述摆动电机用于驱动所述变速箱摆动。在生产长度较短的管材的时候，其长度无法与压板抵接，将这种短管材的一端固定的卡盘上，摆动电机驱动变速箱向焊接装置的方向摆动，使得短管材与机床之间形成一定的夹角，便于短管材的焊接。
优选的，所述机床包括横梁和安装于所述横梁上的滑台模组；所述焊接装置包括与所述滑台模组的滑块连接的机械臂和与所述机械臂末端连接的焊接组件。机械臂通过滑台模组的滑块进行横向的移动从而调整自身的位置，机械臂可以为六轴机械臂，带动焊接组件运动至管材的缝隙处，完成管材的焊接。
优选的，所述焊接组件包括激光头、用于与所述机械臂连接的安装板和用于向所述激光头的出光端吹气的吹气装置。激光头发出激光对缝隙进行焊接，而吹气装置可以将保护气体吹向激光头。
优选的，所述吹气装置包括第一进气阀、第二进气阀、第三进气阀、与所述第一进气阀连通的第一气道、与所述第二进气阀连通的第二气道和与所述第三进气阀连通的第三气道。不同的气体分别通过第一进气阀、第二进气阀和第三进气阀进入至三个不同的气道后流出并混合为保护气体，而第一进气阀、第二进气阀和第三进气阀均为具有调速功能的进气阀，可以通过调节流速来制作不同比例的混合气体，通过混合气体作为保护气体，其具有更好的效果。
优选的，所述第一气道的内径较所述第二气道的内径大，所述第二气道的内径较所述第三气道的内径大；惰性气体通过第一进气阀进入第一气道，空气通过第二进气阀进入第二气道，氧气通过第三进气阀进入第三气道。混合气体中惰性气体的占比最多，空气次之，氧气最少，因此三种气体对应的流道内径也不一致，确保对应的气体的流速能够满足该气体在混合气体中的占比。
优选的，所述焊接组件还包括焊缝检测机构，所述焊缝检测机构与所述激光头之间设置有防飞溅挡板。焊缝检测机构通过拍摄确认缝隙所在的位置，并反馈控制信号给机械臂实现激光头的位置调节，从而令激光头能够跟踪焊缝所在位置并实现准确焊接。焊缝检测机构为现有技术，具体结构不作描述。而为了避免在焊接过程中产生的残渣由于飞溅的原因溅射至焊缝检测机构上而影响其功能，在焊缝检测机构与激光头之间设置有防飞溅挡板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：将折弯成管材的物料放在移动平台上，通过移动平台带动管材上的缝隙与焊接装置做相对运动，令焊接装置完成对管材上的缝隙的焊接，从而完成圆管的生产。
附图说明
图1为本发明的装有管材的一种用于圆管生产的焊接设备的结构示意图；
图2为图1的A位置的放大图；
图3为装有管材的移动平台的结构示意图；
图4为装有短管材的移动平台的结构示意图；
图5为焊接组件的结构示意图；
图6为吹气装置的内部结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
如图1-4所示为一种用于圆管生产的焊接设备的实施例1，包括机床1、安装于机床1上的焊接装置2、用于固定管件的卡盘3、与机床1滑动连接的移动平台4和驱动移动平台4沿着机床1滑动的驱动装置5；卡盘3安装于移动平台4的一端，移动平台4的另一端设置有用于支撑管件的尾端支撑装置6。
具体的，尾端支撑装置6包括与移动平台4滑动连接的底座601、与底座601螺纹连接的转动杆602和与转动杆602转动连接的压板603；底座601还可通过紧固件与移动平台4固定连接；压板603用于与管材的末端抵接；底座601可在移动平台4上滑动，从而调节底座601与卡盘3之间的距离，令移动平台4可以夹紧不同长度的管材。在卡盘3夹紧管材后，移动底座601令压板603与管材的另一端抵接，然后通过紧固件将底座601固定在移动平台4上，再通过扭动转动杆602使得压板603继续向管材所在的方向移动，令压板603完全压紧管材。
驱动装置5为设置于移动平台4上的第一电机，第一电机的输出轴设置有齿轮；机床1上设置有与齿轮啮合的齿条；第一电机驱动齿轮沿着齿条运动从而令移动平台4沿着机床1滑动。机床1设置有与移动平台4滑动连接的导轨，而齿条设置于机床1上且与导轨平行，第一电机的输出轴穿过移动平台4后通过齿轮与齿条啮合，第一电机启动后，齿轮能够沿着齿条移动，从而令移动平台4沿着导轨移动。本实施例中，第一电机、齿轮和齿条均设置有两组，分别位于移动平台4的两侧，令移动平台的移动的时候，两侧同时受到驱动力和齿条的限制，运动更加平稳。
如图3-4所示，移动平台4上设置有驱动卡盘3转动的旋转电机401。在放置管材的时候，由于人工操作的原因，管材的缝隙无法正朝向焊接装置2，通过旋转电机401带动卡盘3转动，重新调整管材的缝隙的朝向，令缝隙能够正朝向焊接装置2。移动平台4还设置有摆动电机402；旋转电机401通过变速箱403与卡盘3连接；摆动电机402驱动的输出轴与变速箱403连接，摆动电机402用于驱动变速箱403摆动。在生产长度较短的管材的时候，其长度无法与压板603抵接，将这种短管材的一端固定的卡盘3上，摆动电机402驱动变速箱403向焊接装置2的方向摆动，使得短管材与机床1之间形成一定的夹角，便于短管材的焊接。
本实施例的工作原理或工作过程：将弯曲为圆管状的管件的一端通过卡盘3夹紧固定，另一端通过尾端支撑装置6实现支撑固定，在放置管件的时候，令管件的缝隙朝向焊接装置2所在的方向。若缝隙没有朝向焊接装置2，即启动旋转电机401带动卡盘3旋转从而令管材的缝隙朝向焊接装置2。驱动装置5驱动移动平台4向焊接装置2所在的方向运动，使得管材的一端位于焊接装置2的下方。当管材位于焊接装置2的下方后，启动焊接装置2，并且启动驱动装置5，使得管材的缝隙相对于焊接装置2做直线运动，从而完成对管材缝隙的焊接，完成圆管的生产。
本实施例的有益效果：将折弯成管材的物料放在移动平台4上，通过移动平台4带动管材上的缝隙与焊接装置2做相对运动，令焊接装置2完成对管材上的缝隙的焊接，从而完成圆管的生产。
实施例2
一种用于圆管生产的焊接设备的另一实施例，如图1、2、5-6所示，与实施例1的区别在于，对焊接装置2及其与机床1的连接结构进一步限定。
机床1包括横梁101和安装于横梁101上的滑台模组102；焊接装置2包括与滑台模组102的滑块连接的机械臂201和与机械臂201末端连接的焊接组件202。机械臂201通过滑台模组102的滑块进行横向的移动从而调整自身的位置，机械臂201可以为六轴机械臂，带动焊接组件202运动至管材的缝隙处，完成管材的焊接。
其中，焊接组件202包括激光头2021、用于与机械臂201连接的安装板2022和用于向激光头2021的出光端吹气的吹气装置2023。激光头2021发出激光对缝隙进行焊接，而吹气装置2023可以将保护气体吹向激光头2021。
具体的，吹气装置2023包括第一进气阀2231、第二进气阀2232、第三进气阀2233、与第一进气阀2231连通的第一气道2234、与第二进气阀2232连通的第二气道2235和与第三进气阀2233连通的第三气道2236。不同的气体分别通过第一进气阀2231、第二进气阀2232和第三进气阀2233进入至三个不同的气道后流出并混合为保护气体，而第一进气阀2231、第二进气阀2232和第三进气阀2233均为具有调速功能的进气阀，可以通过调节流速来制作不同比例的混合气体，通过混合气体作为保护气体，其具有更好的效果。第一气道2234的内径较第二气道2235的内径大，第二气道2235的内径较第三气道2236的内径大；惰性气体通过第一进气阀2231进入第一气道2234，空气通过第二进气阀2232进入第二气道2235，氧气通过第三进气阀2233进入第三气道2236。混合气体中惰性气体的占比最多，空气次之，氧气最少，因此三种气体对应的流道内径也不一致，确保对应的气体的流速能够满足该气体在混合气体中的占比。
在本实施例中，焊接组件202还包括焊缝检测机构2024，焊缝检测机构2024与激光头2021之间设置有防飞溅挡板2025。焊缝检测机构2024通过拍摄确认缝隙所在的位置，并反馈控制信号给机械臂201实现激光头2021的位置调节，从而令激光头2021能够跟踪焊缝所在位置并实现准确焊接。焊缝检测机构2024为现有技术，具体结构不作描述。而为了避免在焊接过程中产生的残渣由于飞溅的原因溅射至焊缝检测机构2024上而影响其功能，在焊缝检测机构2024与激光头2021之间设置有防飞溅挡板2025。
本实施例的其余特征与原理与实施例1一致。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于圆管生产的焊接设备，包括机床(1)、安装于机床(1)上的焊接装置(2)和用于固定管件的卡盘(3)，其特征在于，还包括与所述机床(1)滑动连接的移动平台(4)和驱动所述移动平台(4)沿着机床(1)滑动的驱动装置(5)；所述卡盘(3)安装于所述移动平台(4)的一端，所述移动平台(4)的另一端设置有用于支撑管件的尾端支撑装置(6)。
2.根据权利要求1所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述尾端支撑装置(6)包括与所述移动平台(4)滑动连接的底座(601)、与所述底座(601)螺纹连接的转动杆(602)和与所述转动杆(602)转动连接的压板(603)；所述底座(601)还可通过紧固件与所述移动平台(4)固定连接；所述压板(603)用于与管材的末端抵接；所述底座(601)可在移动平台(4)上滑动以改变其与卡盘(3)之间的距离。
3.根据权利要求2所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述驱动装置(5)为设置于所述移动平台(4)上的第一电机，所述第一电机的输出轴设置有齿轮；所述机床(1)上设置有与所述齿轮啮合的齿条；所述第一电机驱动所述齿轮沿着所述齿条运动从而令所述移动平台(4)沿着所述机床(1)滑动。
4.根据权利要求3所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述移动平台(4)上设置有驱动所述卡盘(3)转动的旋转电机(401)。
5.根据权利要求4所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述移动平台(4)还设置有摆动电机(402)；所述旋转电机(401)通过变速箱(403)与所述卡盘(3)连接；所述摆动电机(402)驱动的输出轴与所述变速箱(403)连接，所述摆动电机(402)用于驱动所述变速箱(403)摆动。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述机床(1)包括横梁(101)和安装于所述横梁(101)上的滑台模组(102)；所述焊接装置(2)包括与所述滑台模组(102)的滑块连接的机械臂(201)和与所述机械臂(201)末端连接的焊接组件(202)。
7.根据权利要求6所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述焊接组件(202)包括激光头(2021)、用于与所述机械臂(201)连接的安装板(2022)和用于向所述激光头(2021)的出光端吹气的吹气装置(2023)。
8.根据权利要求7所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述吹气装置(2023)包括第一进气阀(2231)、第二进气阀(2232)、第三进气阀(2233)、与所述第一进气阀(2231)连通的第一气道(2234)、与所述第二进气阀(2232)连通的第二气道(2235)和与所述第三进气阀(2233)连通的第三气道(2236)。
9.根据权利要求8所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述第一气道(2234)的内径较所述第二气道(2235)的内径大，所述第二气道(2235)的内径较所述第三气道(2236)的内径大；惰性气体通过第一进气阀(2231)进入第一气道(2234)，空气通过第二进气阀(2232)进入第二气道(2235)，氧气通过第三进气阀(2233)进入第三气道(2236)。
10.根据权利要求7所述的一种用于圆管生产的焊接设备，其特征在于，所述焊接组件(202)还包括焊缝检测机构(2024)，所述焊缝检测机构(2024)与所述激光头(2021)之间设置有防飞溅挡板(2025)。
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