CN201076976Y - 同轴管板焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种同轴管板焊接设备，属于焊接设备的制造技术领域。包括有焊枪、机架、电气控制系统，焊枪安装在机架上，机架由水平轴向支架、前后轴向支架、垂直轴向支架连接组成，电气控制系统安装在垂直轴向支架的一端，焊枪安装在前后轴向支架上，焊枪上设有焊炬及三脚支撑，其中：焊枪上设置有摄像头，且摄像头的光学中心线与焊炬的回转中心线共线，焊炬与焊枪之间可设弧长系统。由此通过摄像头捕捉到的图象信息以及机架、换位机构和弧长系统之间的协调，实现同轴管板焊接，从真正意义上实现了自动焊接工艺，在本领域中有着极佳的应用前景，值得推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种管板焊接的设备，尤其涉及一种同轴管板焊接设备，属于焊接设备的制造技术领域。
背景技术
管板式换热器广泛应用于锅炉、化工、制药、发电等行业，而生产管板式换热器的重要工序就是将管板按要求焊接。除了传统的通过手工施焊方式外，现有的管板焊机都需要定中心，即将管板焊炬的回转中心定位到与被焊件中心基本重合的状态，通过焊炬绕管口旋转来完成焊接。现有的自动管板定位系统都通过芯轴和涨芯体机构来实现的。
然而，这种涨芯体机构存在以下缺陷：1、该涨芯体机构的膨胀头的膨胀是通过扩张筒扩张来实现的，而扩张筒变径范围极为有限，一种扩张筒仅仅适用于一种管径且同一壁厚的被焊管，当被焊管管径或壁厚不同时无法通用。2、现有的涨芯体机构的最小定位管径都普遍偏大，导致自动管板焊机对某些小孔径工件难以施焊。3、如图1～3所示：当被焊管1跟板2的连接形式为管缩进时，即被焊管1跟板2的焊接焊缝在板孔内，由于涨芯体机构无法进入，所以现有的涨芯体机构自动管焊机也无法实施焊接。4、当被焊件较大时会因焊接产生的高热发生一定的变形，即使焊前准备工作做得很到位，也会发生孔位出现中心偏移的现象，影响焊接精度，不利于生产加工。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种不用芯轴和涨芯的管板焊接设备。
本实用新型的目的通过以下技术解决方案来实现：
同轴管板焊接设备，包括有焊枪、机架、电气控制系统，焊枪安装在机架上，机架由水平轴向支架、前后轴向支架、垂直轴向支架连接组成，电气控制系统安装在垂直轴向支架的一端，焊枪安装在前后轴向支架上，焊枪上设有焊炬及三脚支撑，其中：焊枪上设置有摄像头与弧长系统，且摄像头的光学中心线与焊炬的回转中心线共线。
本实用新型的目的还可通过以下技术措施来进一步实现：
上述的同轴管板焊接设备，其中，所述的焊枪与前后轴向支架之间设有辅助定位装置。
进一步地，上述的同轴管板焊接设备，其中，所述的水平轴向支架、前后轴向支架、垂直轴向支架上均安装有独立的步进电机或是伺服电机。
本实用新型的优点在于：通过采用摄像头捕捉到的图象信息以确定管口中心，通过机架位移运动，实现焊炬回转中心跟被焊平面垂直，不需要芯轴或涨芯定位，对被焊管管径公差要求较低，当被焊管管径或壁厚不同时也能使用，通用性好。这样，能使可焊管径范围可以设计得较大，焊接管径可小于10MM。可实现管伸出、管平头、管缩进的全状态焊接工作。更为重要的是使用电器控制自动实现了管口图象采集、分析并驱动机架位移，从真正意义上实现了自动焊接工艺，在本领域中有着极佳的应用前景，值得推广。
本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优先实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例是参照附图仅作为例子给出的。
附图说明
图1是管缩进结构的剖面示意图；
图2是管伸出结构的剖面示意图；
图3是管齐平结构的剖面示意图；
图4是管板焊接设备的总体示意图；
图5是焊枪的侧面结构示意图；
图6是焊枪的正面结构示意图。
图中各附图标记的含义如下：
| 序号 | 指代 | 序号 | 指代 |
| 1 | 被焊管 | 2 | 板 |
| 3 | 电气控制系统 | 4 | 水平轴向支架 |
| 5 | 前后轴向支架 | 6 | 垂直轴向支架 |
| 7 | 焊枪 | 8 | 支撑 |
| 9 | 摄像头 | 10 | 电机 |
| 11 | 焊炬 | 12 | 辅助定位装置 |
| 13 | 摄像头固定套 | 14 | 弧长系统 |
具体实施方式
如图4、图5所示的同轴管板焊接设备，包括有焊枪7、机架、电气控制系统3，焊枪7安装在机架上，机架由水平轴向支架4、前后轴向支架5、垂直轴向支架6连接组成，电气控制系统3安装在垂直轴向支架6的一端，焊枪7安装在前后轴向支架5上，焊枪7上设有焊炬11及三脚支撑8，其与现有技术的区别在于：焊枪7上设置有摄像头9，且摄像头9的光学中心线与焊炬11的回转中心线共线，同时在焊炬11与焊枪7之间设有弧长系统14。进一步来说，焊枪7上架设有弧长系统14，摄像头9安装在焊枪中心。
为了进一步便于焊枪7的精确定位，在焊枪7与前后轴向支架5之间设有辅助定位装置12，用于调整焊枪与被焊工件的板的垂直度，便于焊枪7实施焊接。所述的连杆外围设置有摄像头固定套13，能很好地控制连杆的径向自由度，使成像更利于控制器的图像处理。当然，为了便于焊枪7的快速定位，所述的水平轴向支架4、前后轴向支架5、垂直轴向支架6上均安装有独立的步进电机10或是伺服电机10。
本实用新型的大致使用情况如下：首先手工调整焊枪7，利用其三脚支撑8来定位平面，即保证焊炬11回转中心跟被焊平面垂直，通过前后运动确定焊枪高度，即焊炬与被焊工件的距离。调整完毕，就可通过摄像头9采集管口图象。然后，图像传输至电气控制系统3内进行分析，电气控制系统3对水平轴向支架4、垂直轴向支架6上的电机10进行驱动，令其带动焊枪7，使其回转中心与管中心基本重合。此时，就可开始焊接了。
当被焊管直径较小，焊炬遮挡摄像头时，可利用焊枪的弧长系统，让出一些空间，具体地说：通过电气控制系统3令焊炬11所处的弧长系统14拉起，给摄像头9让出所要的采样空间。当采样完毕后，弧长系统14将焊炬11重新定位到原来位置，以便开始焊接。
从上述的描述中可以看出，通过采用摄像头9捕捉到的图象信息以及机架和换位机构的配合，实现焊炬11回转中心跟被焊平面垂直，对被焊管管径公差要求较低，当被焊管管径或壁厚不同时也能使用，故通用性好。并且，不采用涨芯体定焊接回转中心，以摄像头9捕捉到的图象信息以及机架、换位机构和弧长系统14之间的协调，实现同轴管板焊接，使可焊管径范围可以设计的很大，最小焊接管径小于10MM。同时使焊枪7焊炬11能更理想的接近焊缝，实现管伸出、管平头、管缩进的全状态焊接工作。更为重要的是使用电器控制自动实现了管口图象采集、分析并驱动机架位移，从真正意义上实现了自动焊接工艺，在本领域中有着极佳的应用前景，值得推广。
当然，以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围内。
Claims (3)
1.同轴管板焊接设备，包括有管板焊枪、机架、电气控制系统，焊枪安装在机架上，机架由水平轴向支架、前后轴向支架、垂直轴向支架连接组成，电气控制系统安装在垂直轴向支架的一端，焊枪安装在前后轴向支架上，焊枪上设有焊炬及三脚支撑，其特征在于：焊枪上设置有摄像头，且摄像头的光学中心线与焊炬的回转中心线共线。
2.根据权利要求1所述的同轴管板焊接设备，其特征在于：所述的焊枪与前后轴向支架之间设有辅助定位装置。
3.根据权利要求1所述的同轴管板焊接设备，其特征在于：所述的水平轴向支架、前后轴向支架、垂直轴向支架上均安装有步进电机或是伺服电机。
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2007
- 2007-08-31 CN CNU2007200457277U patent/CN201076976Y/zh not_active Expired - Fee Related
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