CN114535912A - 一种核电用空气导流板自动化焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电用空气导流板自动化焊接装置及方法，包括：焊接工装，其用于安装夹紧空气导流板；变位机，安装在焊接工装两侧，驱动所述的焊接工装升降以及翻转；倒挂装置，其上安装焊接机器人，在焊接机器人上安装自动化焊枪，在自动化焊枪上安装焊缝跟踪激光相机；倒挂装置可驱动焊接机器人在水平面内转动；自动清枪剪丝机，用于剪断所述焊枪上的焊丝；控制系统，其控制变位机、倒挂装置、焊接机器人、自动化焊枪和自动清枪剪丝机。

Description

一种核电用空气导流板自动化焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明属于核电设备用空气导流板焊接领域，具体涉及一种核电用空气导流板自动化焊接装置及焊接方法。

背景技术

空气导流板是非能动安全壳冷却系统(PCS)的一个重要组成部分，是非能动反应堆核电站特有设备之一。该空气导流板一般情况下包括多个筋板，在筋板外设置蒙皮，蒙皮通常为铝合金蒙皮，但铝合金蒙皮通常较薄，材料表面极易划伤，且其强度较高。而铝焊接作为生产过程中的一道必要工序，若长久由人工进行，不仅耗费大量的人力资源，有害员工的职业健康，保证焊接质量的难度大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种核电用空气导流板自动化焊接装置及焊接方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种核电用空气导流板自动化焊接装置，包括：

焊接工装，其用于安装夹紧空气导流板；

变位机，安装在焊接工装两侧，驱动所述的焊接工装升降以及翻转；

倒挂装置，其上安装焊接机器人，在焊接机器人上安装自动化焊枪，在自动化焊枪上安装焊缝跟踪激光相机；倒挂装置可驱动焊接机器人在水平面内转动；

自动清枪剪丝机，用于剪断所述焊枪上的焊丝；

控制系统，其控制变位机、倒挂装置、焊接机器人、自动化焊枪和自动清枪剪丝机。

第二方面，本发明实施例还提供了一种核电用空气导流板自动化焊接装置的焊接方法，如下：

将焊接工装翻转180°，然后通过变位机驱动升至设定高度；

然后将工件放置在焊接工装下方，使焊接工装运动至指定位置，焊接工装自动夹紧工件，焊接工装升起至指定位置；

变位机带动焊接工装旋转，使工件焊缝定位于焊缝成型最佳位置，倒挂装置与焊接机器人工作，倒挂装置带动焊接机器人运动至自动清枪剪丝装置，完成清枪剪丝的工作；

倒挂装置带动焊接机器人运动至焊接位置，开始焊接工作，此时焊缝跟踪激光相机开始工作，扫描焊缝位置，完成边扫描焊缝位置同时进行焊接的工作，一侧工件焊接完成后，倒挂装置带动焊接机器人运动至自动清枪剪丝装置，完成清枪剪丝的工作，然后运动至工件另一侧焊缝位置，重复上述焊接工作直至整个工件焊接完成。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

通过采用焊接机器人倒挂的形式，可有效地解决焊枪可达性问题；通过定位工装可以保证工件的放置位置准确；通过扩展工装可以适应不同型号的工件，适用范围广；通过焊接机器人进行核电用空气导流板产品焊接，焊接效率高，有效的保证焊接质量；焊接装置的结构紧凑，占地面积小，焊后效果佳。

本发明通过焊接机器人实现核电设备空气导流板的焊接，能够焊接不同规格的工件，焊接效率高，适用范围广，同时结构紧凑，占地面积小，焊后效果很好。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的结构示意图；

图2、图3是本发明双驱头架的结构示意图；

图4是本发明C型倒挂的结构示意图；

图5是本发明焊接工装的结构示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种核电用空气导流板自动化焊接装置及焊接方法。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，本实施例核电设备空气导流板自动化焊接装置，包括C型倒挂1、焊接机器人12、四驱式头尾架焊接变位机、焊接工装4、焊缝跟踪激光相机6、自动化焊接电源9、自动化焊枪11、自动清枪剪丝装置5、PLC控制柜7、安全防护10等；焊接工装4用于固定空气导流板，四驱式头尾架焊接变位机用于驱动焊接工装升降与旋转，C型倒挂1布置在四驱式头尾架焊接变位机的正后方，用于固定焊接机器人12，可以驱动焊接机器人在焊接工装上方的水平面内来回转动；焊接机器人12安装在C型倒挂1上；焊缝跟踪激光相机6安装在自动化焊枪11上，用于对焊缝的焊接质量进行监控；自动化焊枪11安装在焊接机器人12上，用于实施焊接；自动清枪剪丝装置5固定在地面上，用于清洁焊枪喷嘴内部飞溅并且向喷嘴内部喷防飞溅液，以便延长焊枪的使用寿命和维修的间隔时间，并且实现剪丝；自动化焊接电源9、PLC控制柜7集成在整体设备的侧方，安全防护10成U字形布置在整个焊接装置的周围。本发明的工作流程为：翻转工装至合适位置，人工通过定位将工件安装在工装上，对工件正面焊缝进行船形焊位置调整，调整完毕焊接机器人按示教寻位焊接路径→起弧焊接→依次焊接正面各条焊缝→工件正面焊接完毕；回转横梁带动机器人回转90°，此时翻转工装带动工件进行翻转，翻转完毕，回转横梁回归焊接位置进行工件反面焊接→焊接机器人按示教寻位焊接路径→起弧焊接→依次焊接反面各条焊缝→工件背面焊接完毕，翻转工装至合适位置，人工吊装卸下工件，进行下一循环，以此类推。

上述的C型倒挂1如图4所示，包括立柱1-1、悬臂梁1-3、配重梁1-2、回转驱动装置1-4、送丝机13、丝盘箱14，其中立柱1-1设置在四驱式头尾架焊接变位机的一侧，在立柱1-1的上方安装有回转驱动装置1-4，悬臂梁1-3安装在回转驱动装置1-4上，配重梁1-2安装在悬臂梁1-3的后方，焊接机器人12安装在悬臂梁1-3的前方，且本装置中用到的送丝机13、丝盘箱14集成到一起安装在立柱1-1侧面。

四驱式头尾架焊接变位机的结构如图1、图2、图3所示，包括双驱头架2、双驱尾架3、焊接工装4；焊接工装4安装在双驱头架2、双驱尾架3之间，双驱头架2、双驱尾架3共同驱动焊接工装4转动与升降，其中双驱头架2和双驱尾架3的结构相同，如图2、图3所示，本实施例中以双驱头架2为例进行说明，双驱头架2包括箱体2-6、升降驱动组件2-1、升降连接件2-2、旋转驱动组件2-4、旋转连接盘2-3、拖链2-5等，升降驱动组件2-1安装在箱体2-6内，升降驱动组件2-1与升降连接件2-2相连，在升降连接件2-2上设有一个旋转连接盘2-3，旋转连接盘2-3通过旋转驱动组件2-4驱动其旋转。

进一步的，本实施例中的焊接工装4结构如图5所示，其包含工装主体4-1、左扩展工装4-2、右扩展工装4-3、压紧气缸4-4等，左扩展工装4-2设置在工装主体4-1左侧，右扩展工装4-3设置在工装主体4-1右侧，压紧气缸4-4有多个，分别设置在工装主体4-1、左扩展工装4-2、右扩展工装4-3上，用于压紧工件。

进一步需要说明的是，本实施例中的左扩展工装4-2、右扩展工装4-3可以设计多种规格，适应不同类型的工件加工。

进一步的，安全防护包含防护栏、安全光栅、带安全锁的安全门，所述的防护栏成U字形布置；所述的安全光栅布置在防护栏上料口两侧。

利用上述装置进行加工的方法如下：

在工作时，工人手动将焊接工装4翻转180°，升起到变位机2/3高度处，然后将工件推进安全防护10，放置在焊接工装4下方，操作PLC控制柜7，使焊接工装4运动至指定位置，焊接工装4开始动作，自动夹紧工件，焊接工装4升起至指定位置，操作人员将工件小车推出安全防护10的范围之外，操作人员在安全防护10外侧按启动按钮，变位机带动焊接工装4旋转，使工件焊缝定位于焊缝成型最佳位置，此时C型倒挂1与焊接机器人12开始工作，C型倒挂1带动焊接机器人12运动至自动清枪剪丝装置5，完成清枪剪丝的工作，然后C型倒挂1带动焊接机器人12运动至焊接位置，开始焊接工作，此时焊缝跟踪激光相机6开始工作，扫描焊缝位置，完成边扫描焊缝位置同时进行焊接的工作，一侧工件焊接完成后，C型倒挂1带动焊接机器人12运动至自动清枪剪丝装置5，完成清枪剪丝的工作，然后运动至工件另一侧焊缝位置，重复上述焊接工作直至整个工件焊接完成。焊接其他规格工件时，通过加装左扩展工装4-2、右扩展工装4-3来适应不同规格工件的焊接。

最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种核电用空气导流板自动化焊接装置，其特征在于，包括：

焊接工装，其用于安装夹紧空气导流板；

变位机，安装在焊接工装两侧，驱动所述的焊接工装升降以及翻转；

倒挂装置，其上安装焊接机器人，在焊接机器人上安装自动化焊枪，在自动化焊枪上安装焊缝跟踪激光相机；倒挂装置可驱动焊接机器人在水平面内转动；

自动清枪剪丝机，用于剪断所述焊枪上的焊丝；

控制系统，其控制变位机、倒挂装置、焊接机器人、自动化焊枪和自动清枪剪丝机。

2.如权利要求1所述的核电用空气导流板自动化焊接装置，其特征在于，所述的焊接工装包括工装主体和两个扩展工装，两个扩展工装设置在工装主体两侧，在扩展工装装置上设有压紧气缸。

3.如权利要求2所述的核电用空气导流板自动化焊接装置，其特征在于，所述的工装主体的两端与变位机转动连接。

4.如权利要求1所述的核电用空气导流板自动化焊接装置，其特征在于，所述的变位机包括结构相同的头架、尾架，各自包括箱体、升降驱动组件、升降连接件、旋转驱动组件、旋转连接盘，升降驱动组件与升降连接件相连，在升降连接件上设有一个旋转连接盘，旋转连接盘通过旋转驱动组件驱动其旋转。

5.如权利要求4所述的核电用空气导流板自动化焊接装置，其特征在于，所述的头架的旋转连接盘连接在焊接工装的一侧，尾架的旋转连接盘连接在焊接工装的相对的另一侧。

6.如权利要求1所述的核电用空气导流板自动化焊接装置，其特征在于，所述的倒挂装置包括立柱、悬臂梁、配重梁、回转驱动装置、送丝机、丝盘箱，立柱上方安装有回转驱动装置，悬臂梁安装在回转驱动装置上，配重梁安装在悬臂梁后方，送丝机、丝盘箱集成到一起安装在立柱侧面。

7.如权利要求6所述的核电用空气导流板自动化焊接装置，其特征在于，所述的焊接机器人安装在悬臂梁的另一端。

8.如权利要求1-7任一所述的核电用空气导流板自动化焊接装置的焊接方法，其特征在于，

将焊接工装翻转180°，然后通过变位机驱动升至设定高度；

然后将工件放置在焊接工装下方，使焊接工装运动至指定位置，焊接工装自动夹紧工件，焊接工装升起至指定位置；

变位机带动焊接工装旋转，使工件焊缝定位于焊缝成型最佳位置，倒挂装置与焊接机器人工作，倒挂装置带动焊接机器人运动至自动清枪剪丝装置，完成清枪剪丝的工作；

倒挂装置带动焊接机器人运动至焊接位置，开始焊接工作，此时焊缝跟踪激光相机开始工作，扫描焊缝位置，完成边扫描焊缝位置同时进行焊接的工作，一侧工件焊接完成后，倒挂装置带动焊接机器人运动至自动清枪剪丝装置，完成清枪剪丝的工作，然后运动至工件另一侧焊缝位置，重复上述焊接工作直至整个工件焊接完成。

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