CN114289925A - 一种封头环缝焊接工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种封头环缝焊接工装，其包括底座、焊接支架、焊枪支架和焊枪组件，所述焊接支架与所述底座固定连接，所述焊枪组件设置在所述焊枪支架上，所述焊枪支架与所述焊接支架活动连接，所述焊接支架上还设置有压盘组件，所述压盘组件可向下运动对封头施加压力，所述底座还包括旋转组件，所述旋转组件的位置对所述压盘组件对应并与所述底座固定连接，所述旋转组件带动焊接筒体旋转，所述焊枪组件靠近所述封头与所述焊接筒体连接处，所述旋转组件带动所述焊接筒体和所述封头旋转的同时所述焊枪组件对所述焊接筒体和所述封头进行环缝焊接。本发明提供的封头环缝焊接工装及方法提高工作效率。

Description

一种封头环缝焊接工装及方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种封头环缝焊接工装及方法。

背景技术

储水式热水器的内胆一般是全金属的筒体，在制造热水器内胆时，需要将封头与内胆筒体焊接，使其达到密封结构。在对内胆筒体与封头焊接的工序中，一般采取先将封头与内胆筒体进行点焊，将封头初步与内胆筒体固定连接，再进行内胆筒体与封头的环缝焊接工序。在现在的环缝焊接工序中，大多采用的是人工焊接工序，即采用夹紧工装，焊接员操作焊枪进行焊接工作，在焊接的同时转动内胆筒体，使其完成环缝焊接。现有的焊接工序操作复杂，工序步骤多，焊接效果不稳定，全部依靠焊接员的手艺，且效率低，因而人工成本极高。

因此需要设计一种自动化内胆筒体与封头环缝焊接的工装。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种自动化、焊接效果稳定、效率高的封头环缝焊接工装及方法。

本发明提供一种封头环缝焊接工装，其包括底座、焊接支架、焊枪支架和焊枪组件，所述焊接支架与所述底座固定连接，所述焊枪组件设置在所述焊枪支架上，所述焊枪支架与所述焊接支架活动连接，所述焊接支架上还设置有压盘组件，所述压盘组件可向下运动对封头施加压力，所述底座还包括旋转组件，所述旋转组件的位置对所述压盘组件对应并与所述底座固定连接，所述旋转组件带动焊接筒体旋转，所述焊枪组件靠近所述封头与所述焊接筒体连接处，所述旋转组件带动所述焊接筒体和所述封头旋转的同时所述焊枪组件对所述焊接筒体和所述封头进行环缝焊接。

优选地，所述旋转组件包括旋转盘、电机、第一感应件和第二感应件，所述旋转盘和电机与所述底座固定连接，所述电机控制所述旋转盘旋转，所述第一感应件设置在所述旋转盘的底部并与所述旋转盘固定连接，所述第二感应件固定在所述底座上且在所述旋转盘的下方，所述第二感应件用于检测所述第一感应件的旋转圈数。

进一步优选地，所述焊枪组件、所述第二感应件和所述电机电连接，第一状态，所述第一感应件与所述第二感应件位置对应，此时所述第二感应件记录所述第一感应件为第0圈；第二状态，启动所述封头环缝焊接工装，所述电机控制所述旋转盘转动，所述焊枪组件进行焊接；第三状态，所述第一感应件到达所述第二感应件位置，所述第二感应件记录所述第一感应件为第1圈，所述电机和所述焊枪组件停止工作。

进一步优选地，所述封头环缝焊接工装预设有过量值，当所述第二感应件记录所述第一感应件为第1圈时，所述电机和所述焊枪组件继续工作所述过量值后，所述焊枪组件停止工作，所述电机反转，所述旋转盘反转至所述第一感应件与所述第二感应件位置对应时，所述电机停止工作。

优选地，所述焊接支架上设置有运动轨道，所述焊枪支架连接在所述运动轨道并可沿所述运动轨道上下运动。

优选地，所述焊枪组件还包括定位臂，所述定位臂与所述焊枪支架通过弹性件活动连接，不放置所述焊接筒体时，所述焊枪组件为伸长状态；放置所述焊接筒体时，所述定位臂与所述焊接筒体紧密接触，所述焊枪组件为压缩状态，所述焊枪组件的焊枪与所述焊接筒体和所述封头连接处位置对应。

进一步优选地，所述定位臂与所述焊接筒体接触的一端设置有导向轮，放置所述焊接筒体时，所述导向轮与所述焊接筒体紧密接触，所述定位臂上还设置有滤光组件，所述滤光组件设置在所述焊枪组件的外侧。

优选地，所述压盘组件包括压盘和动力组件，所述压盘通过伸缩杆与所述动力组件活动连接，所述动力组件控制压盘向上或向下运动。

本发明还提供一种封头环缝焊接方法，其应用如上述任一项所述的封头环缝焊接工装，包括如下步骤：

步骤一：将焊接筒体放置在旋转盘上，调整焊枪支架高度使得焊枪与焊接筒体和封头连接处位置对应，此时第二感应件处于第一状态；

步骤二：启动封头环缝焊接工装，压盘向下运动并对封头施加压力，电机和焊枪组件同时工作，至第二感应件达到第三状态，电机和焊枪组件停止工作；

步骤三：压盘向上运动，取下焊接筒体。

优选地，在步骤二中，第二感应件达到第三状态时，电机和焊枪组件继续工作过量值后，控制焊枪组件停止工作，同时控制电机反转，旋转盘反转至第一感应件与第二感应件位置对应时，电机停止工作。

本发明提供的封头环缝焊接工装及方法，将旋转盘的电机、第二感应件和焊枪组件电连接，使得旋转盘和焊枪组件同步工作从而使焊接筒体和封头能自动完成环缝焊接，此外通过第二感应件的感应反馈，封头环缝焊接工装能自动识别完成焊接工序，从而停止焊枪和电机工作，实现封头环缝焊接的自动化工作，降低了人工成本以及对人工对焊接效果的影响，提高工作效率。

附图说明

通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。

图1为本发明实施例提供的封头环缝焊接工装的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的封头环缝焊接工装的另一状态的结构示意图；

图3为图2中的A处放大图；

图4为图2中的B处放大图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供一种封头环缝焊接工装，其包括底座1、焊接支架2、焊枪支架3和焊枪组件4，焊接支架2设置在底座1的上方并与底座1固定连接，焊枪组件4设置在焊枪支架3上，焊枪组件4与焊枪支架3为活动连接，焊枪组件4可以根据需要焊接的位置不同而进行位置调整，焊枪组件4包括了焊枪，焊接组件的位置调整也包括焊枪15的位置调整，如焊枪15的角度、焊枪15到封头8焊接处的距离等等。焊枪支架3与焊接支架2活动连接，焊枪支架3可在焊接支架2上上下运动。在其他实施例中，焊枪支架3可以是机器人手臂，在不焊接时，焊枪支架3控制焊枪组件4远离待焊接的工件，在进行焊接时，焊枪支架3控制焊枪组件4靠近待焊接的工件，取代人工调整。焊接支架2上还设置有压盘组件5，压盘组件5可向下运动对封头8施加压力，即压盘组件5用于固定封头8和焊接筒体7的位置，使得在环缝焊接时不会晃动。在实际工作时，封头8与焊接筒体7会先进行点焊工序，使封头8与焊接筒体7初步固定连接，固定连接后的封头8和焊接筒体7才会被放置在本实施例的封头8环缝焊接工装上，因此压盘组件5对封头8的压力需要根据点焊的强度进行调整，既要固定焊接筒体7和封头8在底座1上，也要防止封头8受压力过大而掉落到焊接筒体7的内部。底座1还包括旋转组件6，焊接筒体7被放置在旋转组件6上，焊接时旋转组件6带动焊接筒体7旋转，从而完成环缝焊接。旋转组件6的位置对压盘组件5对应并与底座1固定连接，旋转组件6与压盘组件5位置对应使得放置焊接筒体7和封头8，并在压盘组件5对封头8施加压力时，可以保证封头8受到的压力是均匀的，有助于改善环缝焊接的效果。在焊接时，压盘组件5固定封头8，旋转组件6带动焊接筒体7旋转，焊枪组件4靠近封头8与焊接筒体7连接处，旋转组件6带动焊接筒体7和封头8旋转的同时焊枪组件4对焊接筒体7和封头8进行环缝焊接，环缝焊接完成后，旋转组件6停止转动，焊枪停止焊接。通过焊枪组件4与旋转组件6的配合，可以自动化完成对焊接筒体7和封口的环缝焊接，且保证了焊接的质量效果和工作效率。

在本实施例中，旋转组件6包括旋转盘9、电机、第一感应件10和第二感应件11，旋转盘9和电机与底座1固定连接，旋转盘9设置在底座1的上方，电机设置在底座1的内部，旋转盘9和电机固定连接且电机控制旋转盘9旋转，第一感应件10设置在旋转盘9的底部并与旋转盘9固定连接，第二感应件11固定在底座1上且在旋转盘9的下方，第一感应件10和第二感应件11位置对应，即是第一感应件10在随着旋转盘9转动时，第一感应件10会经过第二感应件11的上方，第二感应件11可以为红外感应器，当第一感应件10经过第二感应件11上方时，第二感应件11识别第一感应件10经过的信号，并传输到封头8环缝焊接工装的控制系统，第二感应件11用于检测第一感应件10的旋转圈数。

进一步地，焊枪组件4、第二感应件11和电机电连接，第二感应件11检测到的第一感应件10的信号时可以反馈到封头8环缝焊接工装的控制系统，控制系统根据信号控制焊枪组件4和电机工作状态。第一状态，焊接工序还没有启动，为环缝焊接的初始状态，第一感应件10与第二感应件11位置对应，此时第二感应件11记录第一感应件10为第0圈；第二状态，启动封头8环缝焊接工装，电机控制旋转盘9转动并带动焊接筒体7转动，焊枪组件4对焊接筒体7和封头8的连接处进行焊接，并随着焊接筒体7的转动而进行环缝焊接；第三状态，第一感应件10到达第二感应件11位置，第二感应件11感应到第一感应件10，第二感应件11记录第一感应件10为第1圈，并向控制系统发出信号，电机和焊枪组件4停止工作，此时封头8环缝焊接工装就自动化完成了环缝焊接工序。通过第二感应件11的感应，可以定位焊接筒体7完成转动一圈，从而保证对环缝的完整焊接。

在进一步的优选实施例中，封头8环缝焊接工装预设有过量值，过量值可以预设为时间，如预设过量值为1秒或2秒；也可以是旋转组件6旋转的角度或者距离。当第二感应件11记录第一感应件10为第1圈时，即第一感应件10和焊接筒体7完成旋转完整一圈时，电机和焊枪组件4继续工作过量值，也就是说，当旋转组件6和焊枪组件4工作一圈后继续保持原状态工作，直至完成过量值的预设参数，使得焊枪15对初始焊接的部位进行覆盖焊接，保证初始焊接的部位不会出现渗漏的问题。当完成预设的过量值后，焊枪组件4停止工作，停止对封头8和焊接筒体7的焊接，同时电机反转，控制旋转盘9反转，并在第一感应件10与第二感应件11位置对应时，电机停止工作。通过设置预设的过量值，使得焊枪组件4对封头8和焊接筒体7进行超过一周的焊接，末端焊接覆盖初始焊接，保证了初始焊接位置的焊接质量，不会发生渗漏；且在完成过量值的焊接后，控制旋转盘9反转，使得第一感应件10与第二感应件11位置对应，即对准第一感应件10和第二感应件11，从而使得在焊接第二个焊接筒体7时，不需要对第一感应件10和第二感应件11的位置进行调整，大大提高了工作效率和准确度。

在本实施例中，焊接支架2上设置有运动轨道12，运动轨道12可以是单条竖直的轨道，焊枪支架3连接在运动轨道12并可沿运动轨道12上下运动，运动轨道12也可以是多方向的运动轨道12，焊枪支架3可以在运动轨道12上沿着多个方向运动，提高了焊枪支架3的灵活性。

在本实施例中，焊枪组件4还包括定位臂，焊枪15固定在定位臂上，定位臂用于调整焊枪15的位置，定位臂的前端与焊枪15的焊丝嘴的位置对应，定位臂与焊接筒体7抵接时，焊枪15即可达到焊接筒体7与封头8连接处。定位臂与焊枪支架3通过弹性件活动连接，此处弹性件可以是一个或多个的弹簧、具有良好回弹效果的弹片或者应用弹簧、弹片的组件，在不放置焊接筒体7时，焊枪组件4为伸长状态，即弹性件此时为自然伸长状态；在放置焊接筒体7时，定位臂与焊接筒体7紧密接触，即弹性件处于压缩状态，弹性件的弹力使定位臂的前端与焊接筒体7抵接，焊枪组件4为压缩状态，焊枪组件4的焊枪与焊接筒体7和封头8连接处位置对应。

进一步地，定位臂与焊接筒体7接触的一端设置有导向轮，放置焊接筒体7时，导向轮与焊接筒体7紧密接触，即在焊接工作时，焊接筒体7转动时，导向轮与焊接筒体7抵接并随着焊接筒体7转动而转动，导向轮一方面起到了与焊接筒体7抵接从而定位的作用，另一方面焊接筒体7一般是规则的圆柱体，采用导向轮能减少对焊接筒体7外表的损伤。定位臂上还设置有滤光组件，滤光组件可以为滤光片，滤光组件上留有观察窗口，可以供操作人员随时观察焊接工况，滤光组件设置在焊枪组件4的外侧，所谓外侧指的是靠近操作人员的一侧。

在本实施例中，压盘组件5包括压盘13和动力组件14，压盘13通过伸缩杆与动力组件14活动连接，动力组件14可以是气动泵、液压泵或是其他动力输出装置，压盘13可以为橡胶、树脂等具有一定弹性的材质制造的，在压紧焊接筒体7时，不会对封头8造成损伤，动力组件14控制压盘13向上或向下运动，焊接前控制压盘13向下运动，压紧封头8，焊接完成后控制压盘13向上运动，松开封头8，即可取下焊接筒体7。

本发明实施例还提供一种封头8环缝焊接方法，其应用如上述任一项的封头8环缝焊接工装，包括如下步骤：

步骤一：将焊接筒体7放置在旋转盘9上，调整焊枪支架3高度使得焊枪15与焊接筒体7和封头8连接处位置对应，此时第二感应件11处于第一状态，即是第一感应件10和第二感应件11位置对应；

步骤二：启动封头8环缝焊接工装，压盘13向下运动并对封头8施加压力，电机和焊枪组件4同时工作，电机控制旋转盘9转动从而带动焊接筒体7转动，同时焊枪组件4对焊接筒体7和封头8的连接处开始进行焊接，至第二感应件11达到第三状态，即第一感应件10转动一圈后再次与第二感应件11位置对应，此时电机和焊枪组件4停止工作；

步骤三：压盘13向上运动，取下焊接筒体7。

重复上述步骤，可实现自动化封头8环缝焊接工序，大大提高了焊接的效率和保证了焊接的质量。

在步骤一之前，还可以包括对焊接筒体7和封头8的预处理步骤，将封头8放置在焊接筒体7上，对焊接筒体7和封头8的连接处进行一个或多个的点焊，从而将封头8固定在焊接筒体7上。通过点焊固定封头8，可以是封头8在后续焊接工序中位置对准，不会发生偏差。

在本实施例中，在步骤二中，第二感应件11达到第三状态时，即第一感应件10和焊接筒体7转动完整一圈时。封头8环缝焊接工装预设有过量值，过量值可以预设为时间，如预设过量值为1秒或2秒；也可以是旋转组件6旋转的角度或者距离。电机和焊枪组件4继续工作过量值后，控制焊枪组件4停止工作，同时控制电机反转，旋转盘9反转至第一感应件10与第二感应件11位置对应时，电机停止工作。在焊枪组件4和电机工作过量值时，焊枪组件4对焊接筒体7和封头8的初始焊接位置进行了覆盖焊接，保证了焊接的初始位置的焊接质量，不会发生焊接不完全的情况。此外，完成过量值焊接后，旋转盘9进行反转，使得第一感应件10回到与第二感应件11位置对应的位置，使得进行下一个焊接筒体7环缝焊接时，不需要额外的位置对准，提高了工作效率和准确度。

本发明提供的封头环缝焊接工装及方法，将旋转盘的电机、第二感应件和焊枪组件电连接，使得旋转盘和焊枪组件同步工作从而使焊接筒体和封头能自动完成环缝焊接，此外通过第二感应件的感应反馈，封头环缝焊接工装能自动识别完成焊接工序，从而停止焊枪15和电机工作，实现封头环缝焊接的自动化工作，降低了人工成本以及对人工对焊接效果的影响，提高工作效率。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种封头环缝焊接工装，其特征在于，包括底座、焊接支架、焊枪支架和焊枪组件，所述焊接支架与所述底座固定连接，所述焊枪组件设置在所述焊枪支架上，所述焊枪支架与所述焊接支架活动连接，所述焊接支架上还设置有压盘组件，所述压盘组件可向下运动对封头施加压力，所述底座还包括旋转组件，所述旋转组件的位置对所述压盘组件对应并与所述底座固定连接，所述旋转组件带动焊接筒体旋转，所述焊枪组件靠近所述封头与所述焊接筒体连接处，所述旋转组件带动所述焊接筒体和所述封头旋转的同时所述焊枪组件对所述焊接筒体和所述封头进行环缝焊接。

2.如权利要求1所述的封头环缝焊接工装，其特征在于，所述旋转组件包括旋转盘、电机、第一感应件和第二感应件，所述旋转盘和电机与所述底座固定连接，所述电机控制所述旋转盘旋转，所述第一感应件设置在所述旋转盘的底部并与所述旋转盘固定连接，所述第二感应件固定在所述底座上且在所述旋转盘的下方，所述第二感应件用于检测所述第一感应件的旋转圈数。

3.如权利要求2所述的封头环缝焊接工装，其特征在于，所述焊枪组件、所述第二感应件和所述电机电连接，第一状态，所述第一感应件与所述第二感应件位置对应，此时所述第二感应件记录所述第一感应件为第0圈；第二状态，启动所述封头环缝焊接工装，所述电机控制所述旋转盘转动，所述焊枪组件进行焊接；第三状态，所述第一感应件到达所述第二感应件位置，所述第二感应件记录所述第一感应件为第1圈，所述电机和所述焊枪组件停止工作。

4.如权利要求3所述的封头环缝焊接工装，其特征在于，所述封头环缝焊接工装预设有过量值，当所述第二感应件记录所述第一感应件为第1圈时，所述电机和所述焊枪组件继续工作所述过量值后，所述焊枪组件停止工作，所述电机反转，所述旋转盘反转至所述第一感应件与所述第二感应件位置对应时，所述电机停止工作。

5.如权利要求1所述的封头环缝焊接工装，其特征在于，所述焊接支架上设置有运动轨道，所述焊枪支架连接在所述运动轨道并可沿所述运动轨道上下运动。

6.如权利要求1所述的封头环缝焊接工装，其特征在于，所述焊枪组件还包括定位臂，所述定位臂与所述焊枪支架通过弹性件活动连接，不放置所述焊接筒体时，所述焊枪组件为伸长状态；放置所述焊接筒体时，所述定位臂与所述焊接筒体紧密接触，所述焊枪组件为压缩状态，所述焊枪组件的焊枪与所述焊接筒体和所述封头连接处位置对应。

7.如权利要求6所述的封头环缝焊接工装，其特征在于，所述定位臂与所述焊接筒体接触的一端设置有导向轮，放置所述焊接筒体时，所述导向轮与所述焊接筒体紧密接触，所述定位臂上还设置有滤光组件，所述滤光组件设置在所述焊枪组件的外侧。

8.如权利要求1所述的封头环缝焊接工装，其特征在于，所述压盘组件包括压盘和动力组件，所述压盘通过伸缩杆与所述动力组件活动连接，所述动力组件控制压盘向上或向下运动。

9.一种封头环缝焊接方法，其特征在于，应用如权利要求1-8任一项所述的封头环缝焊接工装，包括如下步骤：

步骤一：将焊接筒体放置在旋转盘上，调整焊枪支架高度使得焊枪与焊接筒体和封头连接处位置对应，此时第二感应件处于第一状态；

步骤二：启动封头环缝焊接工装，压盘向下运动并对封头施加压力，电机和焊枪组件同时工作，至第二感应件达到第三状态，电机和焊枪组件停止工作；

步骤三：压盘向上运动，取下焊接筒体。

10.如权利要求9所述的封头环缝焊接方法，其特征在于，在步骤二中，第二感应件达到第三状态时，电机和焊枪组件继续工作过量值后，控制焊枪组件停止工作，同时控制电机反转，旋转盘反转至第一感应件与第二感应件位置对应时，电机停止工作。

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