CN203649686U - 自动化焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化焊接设备，用于对筒体进行焊接，所述自动化焊接设备包括：行走导轨、外焊移动臂、内焊移动臂、用于支撑所述筒体的支撑机构、用于驱动所述外焊移动臂沿着所述行走导轨移动的第一驱动机构、用于驱动所述内焊移动臂沿着所述行走导轨移动的第二驱动机构、用于对所述筒体的外焊缝进行焊接作业的外焊机构和用于对所述筒体的内焊缝进行焊接作业的内焊机构，所述外焊机构与所述外焊移动臂连接，所述内焊机构与所述内焊移动臂连接。本实用新型提供的自动化焊接设备能同时满足焊接质量及低成本的要求且可以达到外焊机构与内焊机构不同焊接速度的目的。

Description

自动化焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，特别涉及一种自动化焊接设备。

背景技术

目前，在制作筒体结构件时，经常需要对已经折弯好的板材进行焊接，此类工件的焊接有些统一的要求，焊缝一般为长直缝，当需要承受较大的载荷时，往往需要增加内焊，现在此类结构的焊接技术一般有两种，一是手工焊接，对筒体进行点焊定位之后，进行长焊缝的手工焊接，这种焊接方法劳动强度大、焊接质量不稳定，而且基本不能满足内焊的要求。还有一种是采用国外先进的全自动化的焊接设备，这种设备一般采用多种传感探测定位及电脑分析制定焊枪运动轨迹的技术，能够完全实现筒体的内外焊接要求，但缺点就是造价太高，性价比不高。

上述筒体类工件的焊接方法难以同时满足焊接质量及低成本的要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种自动化焊接设备，以避免手动焊接质量不高及全自动化焊接设备成本高的问题，达到同时满足焊接质量及低成本的要求。

一方面，提供一种自动化焊接设备，用于对筒体进行焊接，所述自动化焊接设备包括：行走导轨、外焊移动臂、内焊移动臂、用于支撑所述筒体的支撑机构、用于驱动所述外焊移动臂沿着所述行走导轨移动的第一驱动机构、用于驱动所述内焊移动臂沿着所述行走导轨移动的第二驱动机构、用于对所述筒体的外焊缝进行焊接作业的外焊机构和用于对所述筒体的内焊缝进行焊接作业的内焊机构，所述外焊机构与所述外焊移动臂连接，所述内焊机构与所述内焊移动臂连接。

进一步地，所述外焊机构包括：焊枪、用于驱动所述焊枪在竖直方向上移动及定位的高度定位组件、用于驱动所述焊枪在水平方向上移动及定位的水平定位组件；所述高度定位组件及水平定位组件均安装在所述外焊移动臂上。

进一步地，所述外焊机构还包括：第一高度定位臂、第二高度定位臂、用于驱动所述第一高度定位臂在竖直方向上移动及定位的第一滚轮臂高度定位组件、用于驱动所述第二高度定位臂在竖直方向上移动及定位的第二滚轮臂高度定位组件、用于驱动所述第一高度定位臂及第二高度定位臂在水平方向上移动及定位的收紧组件、用于对外焊缝定位的第一定位滚轮及第二定位滚轮；所述收紧组件的两端分别连接所述第一高度定位臂与所述第二高度定位臂；所述第一定位滚轮安装在所述第一高度定位臂的底端；所述第二定位滚轮安装在所述第二高度定位臂的底端。

进一步地，所述焊枪包括第一焊枪及第二焊枪;所述第一焊枪位于所述第一高度定位臂的底端；所述第二焊枪位于所述第二高度定位臂的底端。

进一步地，所述内焊机构包括对称设置的第三焊枪及第四焊枪。

进一步地，所述行走导轨包括导轨本体及设置在所述导轨本体上的齿条；所述外焊移动臂及内焊移动臂上均设置有用于与所述齿条配合作用的齿轮。

进一步地，所述第一驱动机构及第二驱动机构为气动马达。

进一步地，所述支撑机构设置有用于固定所述筒体的筒体定位组。

进一步地，所述第一滚轮臂高度定位组件、第二滚轮臂高度定位组件及收紧组件均包括伸缩气缸。

进一步地，所述收紧组件还包括弹簧，所述弹簧的第一端与所述收紧组件的伸缩气缸的第一端连接，所述弹簧的第二端与所述第二高度定位臂连接，所述伸缩气缸的第二端与所述第一高度定位臂连接。

本实用新型自动化焊接设备通过利用第二驱动机构及第一驱动机构对应带动内焊移动臂及外焊移动臂在行走导轨上移动，进而移动内焊机构与外焊机构以对筒体进行焊接作业，能同时满足焊接质量及低成本的要求；且内焊移动臂和外焊移动臂分别用第二驱动机构及第一驱动机构驱动，可以达到不同焊接速度的目的，进一步满足焊接需要。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的自动化焊接设备中行走导轨的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的自动化焊接设备中外焊机构的结构示意图；为方便理解图2中还示出了筒体、支撑机构、外焊移动臂的部分结构等；

图3为本实用新型实施例提供的自动化焊接设备中内焊机构的结构示意图；为方便理解图3中还示出了内焊移动臂的部分结构等；

图4为图3内焊机构中第三焊枪、第四焊枪和第一及第二导向滚轮的结构示意图；

图5为图3内焊机构中高度定位组件的结构示意图；

图6-1及图6-2为图3内焊机构中扩张组件的结构示意图。

附图标记说明：

10    筒体                       11    行走导轨

12    外焊移动臂                 13    内焊移动臂

18    支撑机构                   14    第一驱动机构

15    第二驱动机构               181   筒体定位组

111   导轨本体                   112   齿条

161a  第一焊枪                   162   高度定位组件

163   水平定位组件               164   第一高度定位臂

166   第一滚轮臂高度定位组件     165   第二高度定位臂

167   第二滚轮臂高度定位组件  168   收紧组件

171   第三焊枪                172   第四焊枪

173   第一导向滚轮            174   第二导向滚轮

175   第一长枪臂              176   第二长枪臂

177   第一高度定位组件        178   扩张组件

179   第二高度定位组件        177a  第一伸缩气缸

177b  第一滑板                177c  第一连接板

177d  第二连接板              178b  弹簧

178c  第二伸缩气缸            178d  第二滑板

161b  第二焊枪                169a  第一定位滚轮

169b  第二定位滚轮

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1-图3分别为本实用新型实施例提供的自动化焊接设备中行走导轨、外焊机构及内焊机构的结构示意图；如图1-图3所示，该自动化焊接设备用于对筒体10进行焊接，该自动化焊接设备包括：行走导轨11、外焊移动臂12、内焊移动臂13、用于支撑筒体的支撑机构18、用于驱动外焊移动臂12沿着行走导轨11移动的第一驱动机构14、用于驱动内焊移动臂13沿着行走导轨11移动的第二驱动机构15、用于对筒体10的外缝进行焊接作业的外焊机构（其结构具体参见图2）和用于对筒体10的内缝进行焊接作业的内焊机构（其结构具体参见图3），外焊机构与外焊移动臂12连接，内焊机构与内焊移动臂13连接。

上述外焊移动臂12及内焊移动臂13分别由第一驱动机构14及第二驱动机构15驱动，从而使得外焊机构、内焊机构能以不同的速度移动，进而可以满足内外焊缝不同的焊接要求。

如图1所示，行走导轨11包括导轨本体111及设置在导轨本体111上的有齿条112；外焊移动臂12及内焊移动臂13上均设置有齿轮。通过齿轮与齿条112的配合作用实现外焊移动臂12及内焊移动臂13在行走导轨11上移动。

具体操作时，第一驱动机构14及第二驱动机构15可以包括但不限于气动马达。

如图2所示，外焊机构包括：焊枪、用于驱动焊枪在竖直方向上移动及定位的高度定位组件162、用于驱动焊枪在水平方向上移动及定位的水平定位组件163；高度定位组件162及水平定位组件163均安装在外焊移动臂12上。

优选地，上述外焊机构还包括：第一高度定位臂164（其数量可以是一个或多个）、第二高度定位臂165（其数量可以是一个或多个）、用于驱动第一高度定位臂164在竖直方向上移动及定位的第一滚轮臂高度定位组件166、用于驱动第二高度定位臂165在竖直方向上移动及定位的第二滚轮臂高度定位组件167、用于驱动第一高度定位臂164及第二高度定位臂165在水平方向上移动及定位的收紧组件168、用于对外焊缝定位的第一定位滚轮169a及第二定位滚轮169b；收紧组件168的两端分别连接第一高度定位臂164与第二高度定位臂165；第一定位滚轮169a安装在第一高度定位臂164的底端；第二定位滚轮169b安装在第二高度定位臂165的底端。第一滚轮臂高度定位组件166及第二滚轮臂高度定位组件167与外焊移动臂12上的导轨连接，在收紧组件168的作用下，可以随着第一高度定位臂164及第二高度定位臂165在水平方向上移动。通过外焊机构的第一定位滚轮169a及第二定位滚轮169b夹紧筒体10，可以降低焊缝的尺寸在焊接的过程中受到的热应力的影响。

进一步优选地，焊枪包括第一焊枪161a及第二焊枪161b;第一焊枪161a位于第一高度定位臂164的底端；第二焊枪161b位于第二高度定位臂165的底端。通过设置第一焊枪161a及第二焊枪161b，可以实现同时对两条外焊缝进行焊接，提高作业效率。

优选地，收紧组件168还包括弹簧，收紧组件168的伸缩气缸的伸缩杆与第二高度定位臂165连接，收紧组件168的伸缩气缸的缸体与第一高度定位臂164连接，弹簧套设在伸缩气缸的伸缩杆上。通过在收紧组件168中设置弹簧，可以避免伸缩气缸与第二高度定位臂165撞击，实现对伸缩气缸及第二高度定位臂165的保护作用。

优选地，支撑机构18设置有用于对筒体10固定的筒体定位组181，以便于对筒体10更好地固定。

具体操作时，第一滚轮臂高度定位组件166及第二滚轮臂高度定位组件167均包括伸缩气缸，通过伸缩气缸的伸缩实现高度的调节。

如图3及图4所示，内焊机构包括对称设置的第三焊枪171、第四焊枪172、第一导向滚轮173、第二导向滚轮174、第一长枪臂175、第二长枪臂176、用于驱动第一长枪臂175在竖直方向上移动及定位的第一高度定位组件177、用于驱动第一长枪臂175及第二长枪臂176在水平方向上移动及定位的扩张组件178、用于驱动第二长枪臂176在竖直方向上移动及定位的第二高度定位组件179；其中，该第三焊枪171及第一导向滚轮173设置在第一长枪臂175的一端，第一长枪臂175的另一端与第一高度定位组件177连接；该第四焊枪172及第二导向滚轮174设置在第二长枪臂176的一端，第二长枪臂176的另一端与第二高度定位组件179连接。

如图5所示，第一高度定位组件177包括第一伸缩气缸177a、第一滑板177b、第一连接板177c、第二连接板177d；第二连接板177d连接第一长枪臂175，该第一伸缩气缸177a设置在第一滑板177b上，第一连接板177c与第二连接板177d连接，且与第一滑板177b滑动连接以使得在第一伸缩气缸177a提供的升降动力，带着第二连接板177d做垂直运动，进而调整与第一长枪臂175连接的第三焊枪171垂直位置，以实现第三焊枪171高度的调节。由于第一高度定位组件177的结构与第二高度定位组件179的结构基本一致，图5所示第一高度定位组件177的结构适用于第二高度定位组件179，不再赘述。

如图6-1及图6-2所示，扩张组件178包括第二伸缩气缸178c，第二伸缩气缸178c的第一端（缸底）连接第二高度定位组件179的第二滑板178d，第二高度定位组件179通过该第二滑板178d与内焊臂上的导轨连接，第二伸缩气缸178c的第二端（伸缩杆）连接第一高度定位组件177的滑板，该滑板设置在内焊臂上的导轨上；通过伸缩气缸178c的伸缩运动，可以驱动第一高度定位组件177及第二高度定位组件179沿着内焊臂上的导轨移动，进而调节与之连接的第一长枪臂175及第二长枪臂176的水平位置，第二伸缩气缸178c的两侧均连接滑板以便于提供等大的扩张力使第一导向滚轮173及第二导向滚轮174能靠拢到焊缝处。通过上述第二伸缩气缸178c即可实现第一长枪臂175及第二长枪臂176的水平位置定位。当然，优选地，上述扩张组件178还可以包括弹簧178b，第二伸缩气缸178c的伸缩杆穿过弹簧178b，弹簧178b的两端分别连接设置在第一高度定位组件177上的挡块及设置在第二高度定位组件179上的挡块；这样通过第二伸缩气缸178c及弹簧178b的共同作用实现定位，同时该弹簧178b可以避免第二伸缩气缸178c发生碰撞，具有保护作用。

具体操作时，第一导向滚轮173及第二导向滚轮174的倾角可以根据实际情况设置，以能配合焊枪进行焊接作业即可。优选地，第一导向滚轮173及第二导向滚轮174的倾角可以为45°，在扩张组件178的外张力和第一高度定位组件177及第二高度定位组件179的拉力作用下，第一导向滚轮173及第二导向滚轮174能够紧靠筒体10的焊缝，为焊枪指引准确的路径。

上述自动化焊接设备的工作原理简述如下：将筒体10固定于支撑机构18之上，在第一滚轮臂高度定位组件166及收紧组件168的伸缩气缸的驱动下，第一高度定位臂164带动第一定位滚轮169a对一侧的焊缝定形定位；同样，在第二滚轮臂高度定位组件167及收紧组件168的伸缩气缸的驱动下，第二高度定位臂165带动第二定位滚轮169b对另一侧的焊缝定形定位；待定位完之后，在两个气动马达的驱动作用下，齿轮齿条啮合分别带动外焊移动臂12和内焊移动臂13在行走导轨11上运动，在高度定位组件162和水平定位组件163的伸缩气缸的驱动下，外焊机构的焊枪位置可以灵活调整以进行焊接操作；对于筒体10内部的两条焊缝，在焊接的过程中，由第一高度定位组件177及第二高度定位组件179提供向上的拉力，扩张组件178使第一长枪臂175及第二长枪臂176向外扩张，这样就会使两个长枪臂向焊缝靠拢，焊枪运动轨迹的前端有倾斜角为45°的第一导向滚轮173及第二导向滚轮174，这样就能较为准确的跟踪焊缝，整个结构延筒体焊缝的方向向前推进，进而完成焊接；上述焊接过程完全机械式的焊缝跟随机构，结构紧凑、简单、成本低，能够很好的达到内焊的要求，而且可以同时进行两条内焊缝的焊接，提高了生产效率，场地占用面积小，能适用于恶劣的工况，性能稳定。

可以理解的是，上述各伸缩气缸也可更换为相同效果的液压油缸，也可更改为电机带动丝杠机构等，不应做限定性理解。

本实用新型自动化焊接设备通过采用多焊枪集成化的设计，内外焊机构分别安装两把焊枪同时焊接两条外焊缝和两条内焊缝，提升了生产效率，场地占用面积小，焊接质量高；内焊移动臂和外焊移动臂分别用一个气动马达驱动，可以达到不同焊接速度的目的；外焊机构采用多个滚轮夹紧来定位焊枪运动轨迹，保证焊缝的尺寸，内焊机构通过置于两板之间的伸缩气缸的扩张力、升降机构的拉力与长焊枪前端导向轮的限位作用配合，能很好的达到焊缝跟随（焊枪自寻焊缝）的效果，进一步地，导向轮安装于焊枪运动轨迹前端，采用有一定倾斜角度的结构，便于跟踪焊缝，长枪配合多导轨结构，能实现整体结构的多自由度的移动，以便焊接的准确定位。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动化焊接设备，用于对筒体（10）进行焊接，其特征在于，所述自动化焊接设备包括：行走导轨（11）、外焊移动臂（12）、内焊移动臂（13）、用于支撑所述筒体（10）的支撑机构（18）、用于驱动所述外焊移动臂（12）沿着所述行走导轨（11）移动的第一驱动机构（14）、用于驱动所述内焊移动臂（13）沿着所述行走导轨（11）移动的第二驱动机构（15）、用于对所述筒体（10）的外焊缝进行焊接作业的外焊机构和用于对所述筒体（10）的内焊缝进行焊接作业的内焊机构，所述外焊机构与所述外焊移动臂（12）连接，所述内焊机构与所述内焊移动臂（13）连接。

2.根据权利要求1所述自动化焊接设备，其特征在于，所述外焊机构包括：焊枪、用于驱动所述焊枪在竖直方向上移动及定位的高度定位组件（162）、以及用于驱动所述焊枪在水平方向上移动及定位的水平定位组件（163）；所述高度定位组件（162）及水平定位组件（163）均安装在所述外焊移动臂（12）上。

3.根据权利要求2所述自动化焊接设备，其特征在于，所述外焊机构还包括：第一高度定位臂（164）、第二高度定位臂（165）、用于驱动所述第一高度定位臂（164）在竖直方向上移动及定位的第一滚轮臂高度定位组件（166）、用于驱动所述第二高度定位臂（165）在竖直方向上移动及定位的第二滚轮臂高度定位组件（167）、用于驱动所述第一高度定位臂（164）及第二高度定位臂（165）在水平方向上移动及定位的收紧组件（168）、以及用于对外焊缝定位的第一定位滚轮（169a）及第二定位滚轮（169b）；所述收紧组件（168）的两端分别连接所述第一高度定位臂（164）与所述第二高度定位臂（165）；所述第一定位滚轮（169a）安装在所述第一高度定位臂（164）的底端；所述第二定位滚轮（169b）安装在所述第二高度定位臂（165）的底端。

4.根据权利要求3所述自动化焊接设备，其特征在于，所述焊枪包括第一焊枪（161a）及第二焊枪（161b）;所述第一焊枪（161a）位于所述第一高度定位臂（164）的底端；所述第二焊枪（161b）位于所述第二高度定位臂（165）的底端。

5.根据权利要求1-4中任一项所述自动化焊接设备，其特征在于，所述内焊机构包括对称设置的第三焊枪（171）及第四焊枪（172）。

6.根据权利要求5所述自动化焊接设备，其特征在于，所述行走导轨（11）包括导轨本体（111）及设置在所述导轨本体（111）上的齿条（112）；所述外焊移动臂（12）及内焊移动臂（13）上均设置有用于与所述齿条（112）配合作用的齿轮。

7.根据权利要求6所述自动化焊接设备，其特征在于，所述第一驱动机构（14）及第二驱动机构（15）为气动马达。

8.根据权利要求7所述自动化焊接设备，其特征在于，所述支撑机构（18）设置有用于固定所述筒体（10）的筒体定位组（181）。

9.根据权利要求3或4所述自动化焊接设备，其特征在于，所述第一滚轮臂高度定位组件（166）、第二滚轮臂高度定位组件（167）及收紧组件（168）均包括伸缩气缸。

10.根据权利要求9所述自动化焊接设备，其特征在于，所述收紧组件（168）还包括弹簧，所述弹簧的第一端与所述收紧组件（168）的伸缩气缸的第一端连接，所述弹簧的第二端与所述第二高度定位臂（165）连接，所述伸缩气缸的第二端与所述第一高度定位臂（164）连接。

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