CN116372454B - 一种锅炉内部焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接装置技术领域，尤其涉及一种锅炉内部焊接装置，包括焊接机、第一驱动装置以及装夹台，其中将焊接工件放置在装夹台上，然后第二驱动装置驱动焊接座向前移动靠近焊接工件，第一电机旋转驱动第一摆臂向前旋转，第二电机旋转缩小第一摆臂和第二摆臂之间的夹角角度，使第二摆臂底部的焊接头可以接触到焊接工件内壁需要焊接的焊缝，然后第一驱动装置驱动焊接机横移，焊接头横移过程中对矩形的锅炉内壁进行焊接，该焊接机焊接精准，对于连续平直形的焊接位置焊接出的效果更平直美观，解决了传统焊接装置通过多个活动关节和多个伸缩杆来控制活动臂接头保持平直，将导致焊缝上下弯曲不平直的问题。

Description

一种锅炉内部焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接装置技术领域，尤其涉及一种锅炉内部焊接装置。

背景技术

目前，中国专利申请号：CN201910409064.X公开了一种焊接机械臂，包括底座、电机、万向轮、电源、转动轴、旋转圆盘、控制装置、旋转臂、活动臂接头、装配盘和机械手，底座内设有电机，底座下设有万向轮，底座外设有电源，电机上设有旋转圆盘，电机通过转动轴和旋转圆盘连接，旋转内控制系统，旋转圆盘上设有第一节电动伸缩杆、第二节伸缩杆、第一节活动关节轴、第二节活动关节轴、第三节电动伸缩杆、第四节电动伸缩杆、第三节活动关节轴和第五节电动伸缩杆，右侧设有旋转臂，旋转臂右端设有活动臂接头，活动臂接头右端设有装配盘，装配盘右端设有机械手，公开了现有一般结构的焊接装置，但是通过多个活动关节和多个伸缩杆来控制活动臂接头保持平直，将导致焊缝上下弯曲不平直。

发明内容

因此，针对上述的问题，本发明提出一种锅炉内部焊接装置，其解决了传统焊接装置通过多个活动关节和多个伸缩杆来控制活动臂接头保持平直，将导致焊缝上下弯曲不平直的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种锅炉内部焊接装置，包括焊接机、用于驱动焊接机横向移动的第一驱动装置以及用于装夹焊接工件的装夹台，所述焊接机包括焊接座、用于驱动焊接座前后移动的第二驱动装置、铰接设于焊接座上的第一摆臂、用于驱动第一摆臂旋转的第一电机、铰接设于第一摆臂顶部的第二摆臂、用于驱动第二摆臂旋转的第二电机、铰接设于第二摆臂尾端的焊接头、进料管以及开关阀，所述第二摆臂中部为中空状，所述进料管穿过第二摆臂与焊接头相连通，所述第一电机设于焊接座上，所述开关阀设于第一摆臂上。

进一步的，所述装夹台包括装夹机构、用于驱动装夹机构左右倾斜的第三驱动装置、用于驱动装夹机构前后倾斜的第四驱动装置、设于第四驱动装置底部的第一转轴以及设于第一转轴外侧的装夹架，所述第一转轴与装夹架可转动地连接，所述第三驱动装置设于装夹机构底部，所述第四驱动装置设于第三驱动装置底部。

进一步的，所述第三驱动装置和第四驱动装置结构相同，所述第三驱动装置包括驱动座、可转动地设于驱动座中部的第二转轴、设于第二转轴两端的顶座、设于第二转轴外侧的第一齿轮以及与第一齿轮啮合的第二齿轮，所述驱动座上设有用于驱动第一齿轮旋转的第三电机。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：

本锅炉内部焊接装置，通过焊接机的设置，其中将焊接工件放置在装夹台上，然后第二驱动装置驱动焊接座向前移动靠近焊接工件，第一电机旋转驱动第一摆臂向前旋转，第二电机旋转缩小第一摆臂和第二摆臂之间的夹角角度，使第二摆臂底部的焊接头可以接触到焊接工件内壁需要焊接的焊缝，然后第一驱动装置驱动焊接机横移，焊接头横移过程中对矩形的锅炉内壁进行焊接，该焊接机焊接精准，对于连续平直形的焊接位置焊接出的效果更平直美观，解决了传统焊接装置通过多个活动关节和多个伸缩杆来控制活动臂接头保持平直，将导致焊缝上下弯曲不平直的问题；第二摆臂为中空状的设置，进料管穿过第二摆臂中空部位，第二摆臂活动过程中不易露出，且第一摆臂一侧的进料管外露部分形状长可为第二摆臂活动时进行收紧，进料管放置更美观，不易与第二摆臂缠绕。

附图说明

图1是本发明的结构俯视示意图。

图2是本发明的焊接机结构示意图。

图3是本发明的焊接机结构右视示意图。

图4是本发明的双轴移动平台和打磨装置使用状态结构正视示意图。

图5是本发明的装夹台结构俯视示意图。

图6是本发明的装夹台结构正视示意图。

图7是本发明的装夹台局部结构右视示意图。

图8是本发明的装夹机构局部结构俯视示意图。

图9是本发明的装夹机构内部结构俯视示意图。

图10是本发明的半球块和转块结构正视示意图。

图11是本发明的半球块和转块使用状态结构示意图。

图12是本发明的打磨装置结构正视示意图。

图13是本发明的打磨装置结构左视示意图。

图14是本发明的打磨装置局部结构示意图。

图15是本发明的焊接工件结构示意图。

图中：1、焊接机；2、第一驱动装置；3、装夹台；101、焊接座；102、第二驱动装置；103、第一摆臂；104、第一电机；105、第二摆臂；106、第二电机；107、焊接头；108、进料管；109、开关阀；31、装夹机构；32、第三驱动装置；33、第四驱动装置；34、第一转轴；35、装夹架；321、驱动座；322、第二转轴；323、顶座；324、第一齿轮；325、第三电机；326、第二齿轮；311、半球块；312、滑槽；313、弧形槽；314、第三转轴；315、转块；316、半圆块；317、延伸凸柱；318、第四电机；3a1、装夹盘；3a2、滑轨；3a3、滑块；3a4、圆板；3a5、弧形杆；3a6、支撑板；3a7、夹板；3a8、第五驱动装置；4、双轴移动平台；5、打磨装置；501、固定板；502、主动齿；503、第五电机；504、从动齿；505、第一圆柱；506、第二圆柱；507、第一转杆；508、滑动轨道；509、摩擦块；510、第二转杆；511、移动槽；512、第一调整孔；513、第二调整孔；514、内弧槽。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

参考图1至图15，本实施例提供一种锅炉内部焊接装置，包括焊接机1、用于驱动焊接机1横向移动的第一驱动装置2以及用于装夹焊接工件的装夹台3，所述焊接机1包括焊接座101、用于驱动焊接座101前后移动的第二驱动装置102、铰接设于焊接座101上的第一摆臂103、用于驱动第一摆臂103旋转的第一电机104、铰接设于第一摆臂103顶部的第二摆臂105、用于驱动第二摆臂105旋转的第二电机106、铰接设于第二摆臂105尾端的焊接头107、进料管108以及开关阀109，所述第二摆臂105中部为中空状，所述进料管108穿过第二摆臂105与焊接头107相连通，所述第一电机104设于焊接座101上，所述开关阀109设于第一摆臂103上，焊接工件形状可以参考说明书附图15，所述第一驱动装置2为x轴驱动平台，第二驱动装置102为y轴驱动平台，其均为现有常规技术，在此不予赘述。

所述装夹台3包括装夹机构31、用于驱动装夹机构31左右倾斜的第三驱动装置32、用于驱动装夹机构31前后倾斜的第四驱动装置33、设于第四驱动装置33底部的第一转轴34以及设于第一转轴34外侧的装夹架35，所述第一转轴34与装夹架35可转动地连接，所述第三驱动装置32设于装夹机构31底部，所述第四驱动装置33设于第三驱动装置32底部。

装夹台的设置，其中把焊接工件放在装夹机构上，装夹机构对焊接工件进行夹紧定位，然后第四驱动装置将焊接工件朝向焊接机位置，焊接工件开始将朝向焊接机位置倾斜，焊接工件顶部位置朝向焊接机倾斜时，焊接机容易进入焊接工件内进行焊接，避免焊接工件高度高，焊接机不易进入焊接工件内。

所述第三驱动装置32和第四驱动装置33结构相同，所述第三驱动装置32包括驱动座321、可转动地设于驱动座321中部的第二转轴322、设于第二转轴322两端的顶座323、设于第二转轴322外侧的第一齿轮324以及与第一齿轮324啮合的第二齿轮326，所述驱动座321上设有用于驱动第一齿轮324旋转的第三电机325。

第三驱动装置的设置，其中需要对焊接工件旋转倾斜时，第三电机驱动第二齿轮旋转，第二齿轮旋转带动第一齿轮旋转，第一齿轮旋转带动第二转轴旋转，第二转轴旋转使装夹机构旋转，装夹机构将旋转到30~45度之间，顶座带动顶部的装夹机构旋转倾斜后，从而使焊接工件旋转倾斜，焊接工件开口将倾斜朝向焊接机位置，该结构可以对焊接工件前后左右倾斜旋转，使焊接工件旋转过程中始终朝向焊接机，方便焊接机焊接。

所述装夹架35底部设有L型块319，所述第一转轴34底部固设有半球块311，所述半球块311上设有四个等角度设置的滑槽312，所述滑槽312之间设有弧形槽313，所述L型块上可转动设有第三转轴314，所述第三转轴314横向一侧设有转块315，所述转块315上设有与弧形槽313贴合的半圆块316，所述转块315上设有卡入滑槽312的延伸凸柱317，所述L型块横向一侧设有第四电机318。

第四电机的设置，其中焊接机对焊接工件一面焊接完成后，第四电机驱动转块旋转一圈，转块上的延伸凸柱卡入半球块上的滑槽内，转块继续旋转将带动半球块旋转九十度，然后延伸凸柱离开半球块，转块上的半圆块与弧形槽贴合，防止半球块旋转，半球块旋转过程中带动第一转轴旋转，第一转轴旋转带动顶部的第三驱动装置和第四驱动装置旋转，从而通过装夹机构带动焊接工件旋转90度，此时第三驱动装置带动顶座旋转至水平位置，第四驱动装置带动第三驱动装置向焊接机旋转倾斜，每次旋转焊接工件时，可以精准旋转九十度，与第三驱动装置和第四驱动装置配合使用时，可以旋转到焊接工件上次旋转倾斜位置，焊接工件焊接点位可以保持不变，沿着原路返回对第二个面焊接位置进行焊接，焊接效果好，相比传统的焊接机旋转90度，需要铺设大型对焊接机移动的平台，焊接机调整公差要求高，本装夹台仅需控制焊接机横移工作精度，调试公差简单，使用时焊接精准度高，可以参考图15对焊接工件b位置进行焊接；该半球块和转块占用空间更小，方便节约使用空间，相比传统的驱动结构，横向占用空间更短，方便装配在焊接工件小的机台上。

所述装夹机构31包括装夹盘3a1、设于装夹盘3a1内的四个滑轨3a2、滑动设于滑轨3a2上的滑块3a3、可转动地设于装夹盘3a1中部的圆板3a4、铰接设于圆板3a4和滑块3a3之间的弧形杆3a5、设于圆板3a4上且避让弧形杆3a5的支撑板3a6、设于滑块3a3上的夹板3a7以及用于驱动装夹盘3a1旋转的第五驱动装置3a8，所述装夹盘3a1设于顶座323上，所述第五驱动装置3a8设于顶座323横向一侧，第五驱动装置3a8包括与装夹盘3a1贴合的滑轮和设于顶座323横向一侧的驱动电机，驱动电机驱动滑轮旋转，滑轮旋转驱动装夹盘3a1旋转。

装夹盘的设置，其中将焊接工件放置在支撑板上，然后第五驱动装置带动装夹盘旋转，由于弧形杆与圆板和滑块之间铰接，通过弧形杆将拉动四个滑块向中部滑动，滑块向中部滑动过程中带动顶部夹板向中部滑动，四个夹板向中部滑动过程中对支撑板上的焊接工件进行定位夹紧，使焊接工件保持在焊接机的焊接点位，该装夹机构单次旋转可以完成焊接工件横向位置和前后位置定位，焊接完成后，第五装置再带动装夹盘逆向旋转，滑块和圆板之间距离通过弧形杆拉开，滑块向外侧位置移动，即可将焊接工件挪开，仅需一个驱动件使用成本更低，而且四边定位精确，尤其适用于正方形的锅炉。

所述装夹台3上方设有双轴移动平台4，所述双轴移动平台4上设有用于对焊接部位打磨的打磨装置5，所述打磨装置5包括设于双轴移动平台4上的固定板501、可转动地设于固定板501上的主动齿502、用于驱动主动齿502旋转的第五电机503、与主动齿502啮合的从动齿504、设于从动齿504上远离中心位置且靠近外侧边的第一圆柱505、设于从动齿504上远离中心位置的第二圆柱506、设于第二圆柱506外侧的第一转杆507、设于固定板501底部的滑动轨道508、与滑动轨道508滑动连接的摩擦块509以及可转动地设于摩擦块509上的第二转杆510，所述第一转杆507上设有移动槽511，所述第一圆柱505外侧与移动槽511滑动连接，所述第二转杆510远离摩擦块509一侧与第一转杆507可转动连接，所述固定板501形状为L字形，所述第五电机503与固定板501相连接，所述从动齿504可转动地设于固定板501上。

打磨装置的设置，其中第五电机带动主动齿旋转，主动齿旋转带动从动齿旋转，从动齿旋转过程中第一圆柱将带动第一转杆旋转，第一转杆通过第二转杆旋转，第一转杆将带动摩擦块向下移动，摩擦块通过滑动轨道向下滑动，摩擦块向下滑动过程中与焊接工件竖向内壁接触，对焊接点进行打磨，主动齿继续旋转，主动齿旋转过程中继续带动第一圆柱旋转，第一圆柱旋转一圈后带动第一转杆和第二转杆回摆，第二转杆回摆过程中带动摩擦块向上移动，摩擦块沿着原来轨道返回，来回打磨后，双轴移动平台带动打磨装置移动到打磨工件中部位置，焊接工件旋转后，双轴移动平台带动打磨装置移动到打磨位置，全部四个边打磨后，双轴移动平台带动打磨装置离开焊接工件内，对焊接位置打磨效果好；移动槽的设置，由于移动槽位于第一转杆的左半部分，第二圆柱位于从动齿另一侧位置，从动齿带动第一转杆摆动过程中下摆的速度慢，上摆的速度快于下摆，摩擦块下移过程中首次与焊接工件内壁接触打磨，然后速度慢利于精细打磨，第一转杆上摆速度快，带动摩擦块上移速度也快，可以参考图15，对焊接工件上c位置进行打磨，由于前面已进行打磨过，仅需简易打磨即可，此时第一转杆上摆速度快可以节约打磨时间，从而提升打磨效率。

所述第一转杆507远离第一圆柱505一侧设有多个第一调整孔512，所述摩擦块509远离第一圆柱505一侧设有多个第二调整孔513。

第一调整孔和第二调整孔的设置，使用时由于要打磨不同的焊接工件，焊接工件之间高度不一，可以通过调整第二转杆与第一调整孔和摩擦块第二调整孔连接位置，摩擦块移动距离，从而适配不同高度的焊接工件。

所述摩擦块509上设有内弧槽514，内弧槽的设置，内弧槽也可以为凸起弧形部，可以根据实现焊接标准进行调整，为内弧槽方便将焊接部位以外的焊接芯进行打磨，使焊接位置更美观，同时使焊接位置保持标准形状，减少焊接位置的毛刺。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或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中的具体含义。

在本发明中，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“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种锅炉内部焊接装置，其特征在于，包焊接机（1）、用于驱动焊接机（1）横向移动的第一驱动装置（2）以及用于装夹焊接工件的装夹台（3），所述焊接机（1）包括焊接座（101）、用于驱动焊接座（101）前后移动的第二驱动装置（102）、铰接设于焊接座（101）上的第一摆臂（103）、用于驱动第一摆臂（103）旋转的第一电机（104）、铰接设于第一摆臂（103）顶部的第二摆臂（105）、用于驱动第二摆臂（105）旋转的第二电机（106）、铰接设于第二摆臂（105）尾端的焊接头（107）、进料管（108）以及开关阀（109），所述第二摆臂（105）中部为中空状，所述进料管（108）穿过第二摆臂（105）与焊接头（107）相连通，所述第一电机（104）设于焊接座（101）上，所述开关阀（109）设于第一摆臂（103）上；

所述装夹台（3）包括装夹机构（31）、用于驱动装夹机构（31）左右倾斜的第三驱动装置（32）、用于驱动装夹机构（31）前后倾斜的第四驱动装置（33）、设于第四驱动装置（33）底部的第一转轴（34）以及设于第一转轴（34）外侧的装夹架（35），所述第一转轴（34）与装夹架（35）可转动地连接，所述第三驱动装置（32）设于装夹机构（31）底部，所述第四驱动装置（33）设于第三驱动装置（32）底部;

所述第三驱动装置（32）和第四驱动装置（33）结构相同，所述第三驱动装置（32）包括驱动座（321）、可转动地设于驱动座（321）中部的第二转轴（322）、设于第二转轴（322）两端的顶座（323）、设于第二转轴（322）外侧的第一齿轮（324）以及与第一齿轮（324）啮合的第二齿轮（326），所述驱动座（321）上设有用于驱动第一齿轮（324）旋转的第三电机（325）;

所述装夹架（35）底部设有L型块（319），所述第二转轴（322）底部固设有半球块（311），所述半球块（311）上设有四个等角度设置的滑槽（312），所述滑槽（312）之间设有弧形槽（313），所述L型块上可转动设有第三转轴（314），所述第三转轴（314）横向一侧设有转块（315），所述转块（315）上设有与弧形槽（313）贴合的半圆块（316），所述转块（315）上设有卡入滑槽（312）的延伸凸柱（317），所述L型块横向一侧设有第四电机（318）；

所述装夹机构（31）包括装夹盘（3a1）、设于装夹盘（3a1）内的四个滑轨（3a2）、滑动设于滑轨（3a2）上的滑块（3a3）、设于可转动地设于装夹盘（3a1）中部的圆板（3a4）、铰接设于圆板（3a4）和滑块（3a3）之间的弧形杆（3a5）、设于圆板（3a4）上且避让弧形杆（3a5）的支撑板（3a6）、设于滑块（3a3）上的夹板（3a7）以及用于驱动装夹盘（3a1）旋转的第五驱动装置（3a8），所述装夹盘（3a1）设于顶座（323）上，所述第五驱动装置（3a8）设于顶座（323）横向一侧；

所述装夹台（3）上方设有双轴移动平台（4），所述双轴移动平台（4）上设有用于对焊接部位打磨的打磨装置（5），所述打磨装置（5）包括设于双轴移动平台（4）上的固定板（501）、可转动地设于固定板（501）上的主动齿（502）、用于驱动主动齿（502）旋转的第五电机（503）、与主动齿（502）啮合的从动齿（504）、设于从动齿（504）上远离中心位置且靠近外侧边的第一圆柱（505）、设于从动齿（504）上远离中心位置的第二圆柱（506）、设于第二圆柱（506）外侧的第一转杆（507）、设于固定板（501）底部的滑动轨道（508）、与滑动轨道（508）滑动连接的摩擦块（509）以及可转动地设于摩擦块（509）上的第二转杆（510），所述第一转杆（507）上设有移动槽（511），所述第一圆柱（505）外侧与移动槽（511）滑动连接，所述第二转杆（510）远离摩擦块（509）一侧与第一转杆（507）可转动连接，所述固定板（501）形状为L字形，所述第五电机（503）与固定板（501）相连接，所述从动齿（504）可转动地设于固定板（501）上；

第五电机（503）带动主动齿（502）旋转，主动齿（502）旋转带动从动齿（504）旋转，从动齿（504）旋转过程中第一圆柱（505）将带动第一转杆（507）旋转，第一转杆（507）通过第二转杆（510）旋转，第一转杆（507）将带动摩擦块（509）向下移动，摩擦块（509）通过滑动轨道（508）向下滑动，摩擦块（509）向下滑动过程中与焊接工件竖向内壁接触，对焊接点进行打磨，主动齿（502）继续旋转，主动齿（502）旋转过程中继续带动第一圆柱（505）旋转，第一圆柱（505）旋转一圈后带动第一转杆（507）和第二转杆（510）回摆，第二转杆（510）回摆过程中带动摩擦块（509）向上移动，摩擦块（509）沿着原来轨道返回；

焊接机（1）对焊接工件一面焊接完成后，第四电机（318）驱动转块（315）旋转一圈，转块（315）上的延伸凸柱（317）卡入半球块（311）上的滑槽（312）内，转块（315）继续旋转将带动半球块（311）旋转九十度，然后延伸凸柱（317）离开半球块（311），转块（315）上的半圆块（316）与弧形槽（313）贴合，第一转轴（34）旋转带动顶部的第三驱动装置（32）和第四驱动装置（33）旋转，通过装夹机构（31）带动焊接工件旋转90度，此时第三驱动装置（32）带动顶座（323）旋转至水平位置，第四驱动装置（33）带动第三驱动装置（32）向焊接机（1）旋转倾斜，焊接完成后；

双轴移动平台（4）带动打磨装置（5）移动到打磨工件中部位置，焊接工件旋转后，双轴移动平台（4）带动打磨装置（5）移动到打磨位置，全部四个边打磨后，双轴移动平台（4）带动打磨装置（5）离开焊接工件内；

由于移动槽（511）位于第一转杆（507）的左半部分，第二圆柱（506）位于从动齿（504）另一侧位置，从动齿（504）带动第一转杆（507）摆动过程中下摆的速度慢，上摆的速度快于下摆，摩擦块（509）下移过程中首次与焊接工件内壁接触打磨，速度慢精细打磨，第一转杆（507）上摆速度快，带动摩擦块（509）上移速度也快，对焊接工件焊接点位置进行打磨。

2.根据权利要求1所述的一种锅炉内部焊接装置，其特征在于：所述第一转杆（507）远离第一圆柱（505）一侧设有多个第一调整孔（512），所述摩擦块（509）远离第一圆柱（505）一侧设有多个第二调整孔（513）。

3.根据权利要求2所述的一种锅炉内部焊接装置，其特征在于：所述摩擦块（509）上设有内弧槽（514）。