CN116237759A - 卷圆焊接一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了卷圆焊接一体装置，包含卷圆装置、拱形支架、第一升降装置，包括左操作台、卷板限位机构、焊枪、第二升降装置、第一丝杆滑台、焊缝压环、第三升降装置、右操作台、第二丝杆滑台、第二滑块、底板、焊接定位机构。本发明结构简单、设计合理，能够提高加工精度，利于卷板首尾两端精准焊接在一起，同时能够自动出料，提高出料效率。

Description

卷圆焊接一体装置

【技术领域】

本发明涉及卷圆焊接一体装置的技术领域，特别是卷圆焊接一体装置的技术领域。

【背景技术】

石油化工设备在加工过程中会涉及到很多筒式或者具备圆环结构的塔内件，例如：筒式液体分布器、烟囱式液体收集器、压紧格栅、填料支撑、流线型环形气体进料分布器等等，上述塔内件在加工时都是以圆管为主体框架，因此圆管结构在塔内件的加工过程中应用十分广泛，这种大型的圆管在加工时往往是通过卷圆机将板材卷圆，然后利用焊枪将板材首尾两端焊接起来，进而将板材加工成一个完整圆环。

为了提高管材的加工效率，目前存在一些将卷圆和焊接组合在一起的整机，例如申请(专利)号：CN202110899026.4公开的一种不锈钢卷板卷圆焊接机，虽然该产品能够将卷圆和焊接整合子啊一起，在一定程度上提高了圆管的加工效率，但仍然具备一下一些缺陷：1、该产品加工精度不足，该产品利用圆周状的固定杆向内压卷板的外表面，利用卷板自身的回弹力来维持卷板的圆度，但是仅仅只对卷柏外壁进行压持，卷板容易在自身的回弹力下活动，进而导致卷板首尾两端出现错位，进而不利于卷板首尾两端精准焊接在一起；2、该产品不具备自动出料结构，出料效率低。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出卷圆焊接一体装置，能够使其加工精度提高，利于卷板首尾两端精准焊接在一起，同时能够自动出料，提高出料效率。

为实现上述目的，本发明提出了卷圆焊接一体装置，包含卷圆装置、拱形支架、第一升降装置，包括左操作台、卷板限位机构、焊枪、第二升降装置、第一丝杆滑台、焊缝压环、第三升降装置、右操作台、第二丝杆滑台、第二滑块、底板、焊接定位机构，所述左操作台左端设有卷圆装置，卷圆装置右上端设有固定在左操作台上的拱形支架，拱形支架内侧设有与卷圆装置相适应的卷板限位机构，拱形支架顶端设有用于驱动卷板限位机构升降的第一升降装置，卷板限位机构包含U形板、导向孔、活动磁铁板、第一导向滑杆、弹簧、第一电磁铁，所述U形板由磁性金属制成，U形板的U形口朝左设置，U形板上端板体设有若干个导向孔，U形板内侧设有活动磁铁板，活动磁铁板上端面设有与若干个导向孔一一对应的第一导向滑杆，第一导向滑杆上端穿过导向孔，导向孔与活动磁铁板之间的第一导向滑杆上套有弹簧，U形板上端面设有卡接相连的第一电磁铁，第一电磁铁固定在第一升降装置伸缩端，左操作台右下端设有焊枪，焊枪底端设有第二升降装置，第二升降装置底端设有用于驱动第二升降装置左右移动的第一丝杆滑台，焊枪上方设有焊缝压环，左操作台右端面上端设有用于驱动焊缝压环升降的第三升降装置，第一丝杆滑台右侧设有右操作台，右操作台上端面设有左右设置的第二丝杆滑台，第二丝杆滑台上方设有固定在第二滑块上的底板，底板上端面设有焊接定位机构，焊接定位机构包含支架、限位圆管、圆弧状导轨、第三滑块、电动推杆、转棍、激光测距仪、U型槽、第二电磁铁、第一连接板、转盘、伺服电机、直线轴承、出料推板、第二导向滑杆、第二连接板、伸缩气缸，支架固定在底板上端面，支架右侧设有位于焊缝压环上方的限位圆管，限位圆管后端口下端设有共圆心的圆弧状导轨，圆弧状导轨后端面设有前后对称的两个第三滑块，每个第三滑块后端面设有沿着限位圆管半径方向设置的电动推杆，限位圆管外侧设有固定在电动推杆伸缩端的转棍、激光测距仪，转棍沿着限位圆管轴线设置，激光测距仪设在两个转棍之间，限位圆管顶端设有轴向设置的U型槽，U型槽下端面设有第二电磁铁，限位圆管右端口上端设有第一连接板，第一连接板右端面设有与限位圆管同轴的转盘，支架右端设有用于驱动转盘旋转的伺服电机，驱动转盘外侧的支架上设有沿着限位圆管轴线方向设置的若干个直线轴承，支架左侧设有与限位圆管外壁相适应的若干个出料推板，出料推板右端面设有穿过直线轴承内孔的第二导向滑杆，第二导向滑杆左端固定在第二连接板上，第二连接板与支架之间连有伸缩气缸。

作为优选，所述卷圆装置后侧设有上料U形板，上料U形板出料端设有送料辊。

作为优选，所述U形板下端板体上端面和活动磁铁板下端面均呈圆弧状且圆弧与限位圆管共圆心，U形板与U型槽相适应，当U形板下端卡入U型槽内时，U形板的圆弧面与限位圆管外壁共面。

作为优选，所述第一电磁铁侧面设有与第一导向滑杆一一对应的若干个导向管，第一导向滑杆上端穿过导向管内孔，导向管下端内孔呈喇叭状。

作为优选，所述第一丝杆滑台、焊缝压环均轴向设在限位圆管下侧。

作为优选，所述限位圆管左端口呈锥形，限位圆管轴线与卷圆装置的卷圆辊轴线设置方向一致。

作为优选，所述第一连接板与限位圆管、转盘之间采用可拆卸式固定。

本发明的有益效果：本发明结构简单、设计合理，能够提高加工精度，利于卷板首尾两端精准焊接在一起，同时能够自动出料，提高出料效率；通过将U形板下端板体上端面和活动磁铁板下端面均设成圆弧状，利于U形板下端板体上端面和活动磁铁板下端面与卷板和限位圆管的圆弧面配合，利于在卷板夹持过程中维持其圆度；通过设置限位圆管、转棍、激光测距仪、焊缝压环以及相关的位置调节机构，能够对卷板的内外壁以及焊缝部位进行限位、定位，多重限位利于卷板自身固定牢固，进而利于焊缝部位定位精确，进而利于卷板首尾两端精准焊接在一起；通过设置出料推板以及相关的推动机构，能够快速将圆管成品从限位圆管左端推出，出料方便、快捷。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明卷圆焊接一体装置的主视图；

图2是本发明卷圆焊接一体装置的左视图；

图3是本发明卷圆焊接一体装置的卷板限位机构左视图；

图4是本发明卷圆焊接一体装置的卷板限位机构主视图。

【具体实施方式】

参阅图1、图2、图3和图4，本发明卷圆焊接一体装置，包含卷圆装置2、拱形支架21、第一升降装置22，包括左操作台1、卷板限位机构23、焊枪3、第二升降装置31、第一丝杆滑台32、焊缝压环4、第三升降装置41、右操作台5、第二丝杆滑台51、第二滑块511、底板52、焊接定位机构6，所述左操作台1左端设有卷圆装置2，卷圆装置2右上端设有固定在左操作台1上的拱形支架21，拱形支架21内侧设有与卷圆装置2相适应的卷板限位机构23，拱形支架21顶端设有用于驱动卷板限位机构23升降的第一升降装置22，卷板限位机构23包含U形板231、导向孔2310、活动磁铁板232、第一导向滑杆233、弹簧234、第一电磁铁235，所述U形板231由磁性金属制成，U形板231的U形口朝左设置，U形板231上端板体设有若干个导向孔2310，U形板231内侧设有活动磁铁板232，活动磁铁板232上端面设有与若干个导向孔2310一一对应的第一导向滑杆233，第一导向滑杆233上端穿过导向孔2310，导向孔2310与活动磁铁板232之间的第一导向滑杆233上套有弹簧234，U形板231上端面设有卡接相连的第一电磁铁235，第一电磁铁235固定在第一升降装置22伸缩端，左操作台1右下端设有焊枪3，焊枪3底端设有第二升降装置31，第二升降装置31底端设有用于驱动第二升降装置31左右移动的第一丝杆滑台32，焊枪3上方设有焊缝压环4，左操作台1右端面上端设有用于驱动焊缝压环4升降的第三升降装置41，第一丝杆滑台32右侧设有右操作台5，右操作台5上端面设有左右设置的第二丝杆滑台51，第二丝杆滑台51上方设有固定在第二滑块511上的底板52，底板52上端面设有焊接定位机构6，焊接定位机构6包含支架61、限位圆管62、圆弧状导轨621、第三滑块622、电动推杆623、转棍624、激光测距仪625、U型槽626、第二电磁铁627、第一连接板628、转盘629、伺服电机63、直线轴承64、出料推板65、第二导向滑杆651、第二连接板652、伸缩气缸653，支架61固定在底板52上端面，支架61右侧设有位于焊缝压环4上方的限位圆管62，限位圆管62后端口下端设有共圆心的圆弧状导轨621，圆弧状导轨621后端面设有前后对称的两个第三滑块622，每个第三滑块622后端面设有沿着限位圆管62半径方向设置的电动推杆623，限位圆管62外侧设有固定在电动推杆623伸缩端的转棍624、激光测距仪625，转棍624沿着限位圆管62轴线设置，激光测距仪625设在两个转棍624之间，限位圆管62顶端设有轴向设置的U型槽626，U型槽626下端面设有第二电磁铁627，限位圆管62右端口上端设有第一连接板628，第一连接板628右端面设有与限位圆管62同轴的转盘629，支架61右端设有用于驱动转盘629旋转的伺服电机63，驱动转盘629外侧的支架61上设有沿着限位圆管62轴线方向设置的若干个直线轴承64，支架61左侧设有与限位圆管62外壁相适应的若干个出料推板65，出料推板65右端面设有穿过直线轴承64内孔的第二导向滑杆651，第二导向滑杆651左端固定在第二连接板652上，第二连接板652与支架61之间连有伸缩气缸653。

其中，所述卷圆装置2后侧设有上料U形板11，上料U形板11出料端设有送料辊12。

其中，所述U形板231下端板体上端面和活动磁铁板232下端面均呈圆弧状且圆弧与限位圆管62共圆心，U形板231与U型槽626相适应，当U形板231下端卡入U型槽626内时，U形板231的圆弧面与限位圆管62外壁共面。

其中，所述第一电磁铁235侧面设有与第一导向滑杆233一一对应的若干个导向管236，第一导向滑杆233上端穿过导向管236内孔，导向管236下端内孔呈喇叭状。

其中，所述第一丝杆滑台32、焊缝压环4均轴向设在限位圆管62下侧。

其中，所述限位圆管62左端口呈锥形，限位圆管62轴线与卷圆装置2的卷圆辊轴线设置方向一致。

其中，所述第一连接板628与限位圆管62、转盘629之间采用可拆卸式固定。

本发明工作过程：

本发明卷圆焊接一体装置在工作过程中，所有部件均由计算机或PLC控制器等智能控制器控制运行；

第一步：上料，将板材置于上料U形板11内，经由上料U形板11校位之后，再由送料辊12送入卷圆装置2内；

第二步：卷圆，卷圆装置2将板材进行卷圆加工，其中，卷圆装置2的卷圆半径要略低于成品半径，卷圆后的卷板会向上弯曲并且搭在卷板限位机构23的U形板231下端板体上端面；

第三步：卷板初步定位，当板材被全部卷成卷板之后，第一电磁铁235通过同性相斥的原理驱动活动磁铁板232下移，活动磁铁板232将卷板压在U形板231下端板体上端面，然后卷圆装置2的卷圆辊松开对卷板的压持，然后第一升降装置22驱动卷板限位机构23上升，使卷板上移远离卷圆装置2；

第四步：卷板取料，第二丝杆滑台51驱动焊接定位机构6左移，在限位圆管62锥形左端的导向下，限位圆管62能够顺利进入卷板内孔，然后第一升降装置22驱动卷板限位机构23下移，使U形板231下端卡入U型槽626内，然后第一电磁铁235关闭，第二电磁铁627启动吸附活动磁铁板232，然后打开U形板231与第一电磁铁235之间的卡接结构，其中U形板231与第一电磁铁235之间的卡接结构通过电控开启或者关闭；

第五步：卷板焊接定位，二丝杆滑台51驱动焊接定位机构6右移，使限位圆管62移动至焊缝压环4正上方，由于在第二步中卷圆时，卷圆装置2的卷圆半径要略低于成品半径，因此卷板会在自身弹力的作用下贴在限位圆管62外壁，由于板材被加工成卷板之后，卷板的首尾两端都为位于卷板的最下端，也就是限位圆管62最下端，此时卷板上端在自身弹力的作用下能够紧贴限位圆管62外壁，但是卷板下端在自重的影响下会与限位圆管62外壁存在间隙，也就是卷板首尾两端的焊缝会明显的暴露出来，然后前侧的电动推杆623缩短使转棍624压在卷板外端面，然后圆弧状导轨621启动，第三滑块622驱动前侧的电动推杆623、转棍624、激光测距仪625向焊缝处移动，这个过程转棍624会将卷板下端紧紧压在限位圆管62外端面，激光测距仪625也会检测转棍624与卷板之间的距离，当激光测距仪625检测转棍624与卷板之间的距离增大时，说明激光测距仪625此时检测的是转棍624与限位圆管62之间的距离，也就是检测到了焊缝位置，然后，后侧的电动推杆623、转棍624、激光测距仪625按照和前侧电动推杆623、转棍624、激光测距仪625一样的方式向焊缝移动，进而通过前后两侧的转棍624对卷板下端首尾两侧都进行了压持固定；

第六步：焊缝定位，当激光测距仪625检测到焊缝位置之后，伺服电机63驱动转盘629旋转，使限位圆管62转动，进而调整焊缝位置与焊缝压环4相适应，然后，焊缝压环4上移压在焊缝部位，焊缝由焊缝压环4内孔露出，然后电动推杆623适当远离焊缝部位；

第七步：焊接卷板首尾两端，在第二升降装置31、第一丝杆滑台32的配合下，焊枪3上升并且左右移动对焊接卷板首尾两端进行焊接，使卷板形成一个圆管成品；

第八步：出料，焊接完成后，焊缝压环4、焊枪3、转棍624复位远离圆管成品，然后限位圆管62驱动圆管成品左移至与第一升降装置22相适应的位置，然后第一升降装置22下降与卷板限位机构23的第一电磁铁235重新卡接，然后伸缩气缸653驱动出料推板65左移，同时限位圆管62同步右移，在二者同步配合下，出料推板65将圆管成品从限位圆管62左端推出，然后卷板限位机构23松开对圆管成品的夹持，出料推板65继续左移将圆管成品向左推落，完成圆管成品的出料。

本发明结构简单、设计合理，能够提高加工精度，利于卷板首尾两端精准焊接在一起，同时能够自动出料，提高出料效率；通过将U形板231下端板体上端面和活动磁铁板232下端面均设成圆弧状，利于U形板231下端板体上端面和活动磁铁板232下端面与卷板和限位圆管62的圆弧面配合，利于在卷板夹持过程中维持其圆度；通过设置限位圆管62、转棍624、激光测距仪625、焊缝压环4以及相关的位置调节机构，能够对卷板的内外壁以及焊缝部位进行限位、定位，多重限位利于卷板自身固定牢固，进而利于焊缝部位定位精确，进而利于卷板首尾两端精准焊接在一起；通过设置出料推板65以及相关的推动机构，能够快速将圆管成品从限位圆管62左端推出，出料方便、快捷。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.卷圆焊接一体装置，包含卷圆装置(2)、拱形支架(21)、第一升降装置(22)，其特征在于：包括左操作台(1)、卷板限位机构(23)、焊枪(3)、第二升降装置(31)、第一丝杆滑台(32)、焊缝压环(4)、第三升降装置(41)、右操作台(5)、第二丝杆滑台(51)、第二滑块(511)、底板(52)、焊接定位机构(6)，所述左操作台(1)左端设有卷圆装置(2)，卷圆装置(2)右上端设有固定在左操作台(1)上的拱形支架(21)，拱形支架(21)内侧设有与卷圆装置(2)相适应的卷板限位机构(23)，拱形支架(21)顶端设有用于驱动卷板限位机构(23)升降的第一升降装置(22)，卷板限位机构(23)包含U形板(231)、导向孔(2310)、活动磁铁板(232)、第一导向滑杆(233)、弹簧(234)、第一电磁铁(235)，所述U形板(231)由磁性金属制成，U形板(231)的U形口朝左设置，U形板(231)上端板体设有若干个导向孔(2310)，U形板(231)内侧设有活动磁铁板(232)，活动磁铁板(232)上端面设有与若干个导向孔(2310)一一对应的第一导向滑杆(233)，第一导向滑杆(233)上端穿过导向孔(2310)，导向孔(2310)与活动磁铁板(232)之间的第一导向滑杆(233)上套有弹簧(234)，U形板(231)上端面设有卡接相连的第一电磁铁(235)，第一电磁铁(235)固定在第一升降装置(22)伸缩端，左操作台(1)右下端设有焊枪(3)，焊枪(3)底端设有第二升降装置(31)，第二升降装置(31)底端设有用于驱动第二升降装置(31)左右移动的第一丝杆滑台(32)，焊枪(3)上方设有焊缝压环(4)，左操作台(1)右端面上端设有用于驱动焊缝压环(4)升降的第三升降装置(41)，第一丝杆滑台(32)右侧设有右操作台(5)，右操作台(5)上端面设有左右设置的第二丝杆滑台(51)，第二丝杆滑台(51)上方设有固定在第二滑块(511)上的底板(52)，底板(52)上端面设有焊接定位机构(6)，焊接定位机构(6)包含支架(61)、限位圆管(62)、圆弧状导轨(621)、第三滑块(622)、电动推杆(623)、转棍(624)、激光测距仪(625)、U型槽(626)、第二电磁铁(627)、第一连接板(628)、转盘(629)、伺服电机(63)、直线轴承(64)、出料推板(65)、第二导向滑杆(651)、第二连接板(652)、伸缩气缸(653)，支架(61)固定在底板(52)上端面，支架(61)右侧设有位于焊缝压环(4)上方的限位圆管(62)，限位圆管(62)后端口下端设有共圆心的圆弧状导轨(621)，圆弧状导轨(621)后端面设有前后对称的两个第三滑块(622)，每个第三滑块(622)后端面设有沿着限位圆管(62)半径方向设置的电动推杆(623)，限位圆管(62)外侧设有固定在电动推杆(623)伸缩端的转棍(624)、激光测距仪(625)，转棍(624)沿着限位圆管(62)轴线设置，激光测距仪(625)设在两个转棍(624)之间，限位圆管(62)顶端设有轴向设置的U型槽(626)，U型槽(626)下端面设有第二电磁铁(627)，限位圆管(62)右端口上端设有第一连接板(628)，第一连接板(628)右端面设有与限位圆管(62)同轴的转盘(629)，支架(61)右端设有用于驱动转盘(629)旋转的伺服电机(63)，驱动转盘(629)外侧的支架(61)上设有沿着限位圆管(62)轴线方向设置的若干个直线轴承(64)，支架(61)左侧设有与限位圆管(62)外壁相适应的若干个出料推板(65)，出料推板(65)右端面设有穿过直线轴承(64)内孔的第二导向滑杆(651)，第二导向滑杆(651)左端固定在第二连接板(652)上，第二连接板(652)与支架(61)之间连有伸缩气缸(653)。

2.如权利要求1所述的卷圆焊接一体装置，其特征在于：所述卷圆装置(2)后侧设有上料U形板(11)，上料U形板(11)出料端设有送料辊(12)。

3.如权利要求1所述的卷圆焊接一体装置，其特征在于：所述U形板(231)下端板体上端面和活动磁铁板(232)下端面均呈圆弧状且圆弧与限位圆管(62)共圆心，U形板(231)与U型槽(626)相适应，当U形板(231)下端卡入U型槽(626)内时，U形板(231)的圆弧面与限位圆管(62)外壁共面。

4.如权利要求1所述的卷圆焊接一体装置，其特征在于：所述第一电磁铁(235)侧面设有与第一导向滑杆(233)一一对应的若干个导向管(236)，第一导向滑杆(233)上端穿过导向管(236)内孔，导向管(236)下端内孔呈喇叭状。

5.如权利要求1所述的卷圆焊接一体装置，其特征在于：所述第一丝杆滑台(32)、焊缝压环(4)均轴向设在限位圆管(62)下侧。

6.如权利要求1所述的卷圆焊接一体装置，其特征在于：所述限位圆管(62)左端口呈锥形，限位圆管(62)轴线与卷圆装置(2)的卷圆辊轴线设置方向一致。

7.如权利要求1所述的卷圆焊接一体装置，其特征在于：所述第一连接板(628)与限位圆管(62)、转盘(629)之间采用可拆卸式固定。

Images