CN207171164U - 用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置 - Google Patents

用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置 Download PDF

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蒋立正
吴达洲
郑晓峰
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Abstract

一种用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置,包括工作台,工作台上安装有移动台,移动台上安装有焊装夹具,工作台的前端安装有与焊装夹具配合运行的工件翻转机构,移动台的上方安装有焊接支架,焊接支架上安装有焊接装置;机构采用标准化模块,使制造成本大大降低,使自动焊接装置得以稳定运行。由人工将全焊接球阀安放至焊装夹具的定位机构上,夹紧机构自动夹紧工件,并将焊枪调整到位。由移动台将定位及翻转后的工件移送至焊接工位,上部自动焊接装置驱动焊枪下行,靠近中口相贯线处焊缝开始施焊。施焊过程,工人可随时观察焊接状态,调整焊接参数,完成相贯线的焊接。工件一次装夹后即可完成焊接,全程无需断弧。施焊后,移动台将工件移送至下料工位,完成下料。

Description

用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及球阀加工技术领域,尤其涉及一种用于全焊接球阀中口相贯线的 自动焊接装置。
背景技术
[0002] 近年来,随着能源结构及能源区域重点的调整,我国石油、天然气管线的应用普及 迅速。在以西气东输一线、二线为代表的管线工程建设中,其油压缓冲器调节阀门很多都是 采用国际上成熟应用的全焊接球阀。由于国内近几年全焊接球阀的需求量很大,极大地推 动了我国全焊接球阀技术的进步,另外,由于我国的管路系统对压力、材料和环境的要求都 比较高,因此也对全焊接球阀提出了更高的要求。全焊接球阀是一种典型的焊接产品,目前 部分国内厂家通过技术引进或自主研发的方式,已实现全焊接球阀的国产化,改变了全焊 接球阀完全依赖进口的局面。当前企业对于全焊接球阀阀体上的外环、纵焊缝普遍采用自 动埋弧焊机进行自动焊接,但是对于球阀中口相贯线处的焊缝焊接,企业仍普遍采用手工 焊接,存在效率低,焊缝不均匀,大批产品质量不稳定。现有焊接自动设备多属于机械主导 类型,自动化控制应用不多,在人性化操作上存在诸多不便。但由于手工焊接工作环境恶 劣,操作需要占用大量的工作时间和精力,而且焊接质量得不到保证。因此,种种因素导致 整体效率提升缓慢。
[0003] 全焊接球阀是一种典型的焊接产品,球阀外的环纵向焊缝的焊接,目前技术已经 相当成熟,但是阀体和阀杆轴套的中口相贯线部分焊接目前还是人工焊接。为了保证中口 相贯线焊接处的质量,首先必须求得两管相接处相贯线的轨迹,以便先加工出相贯线孔和 相贯线端头后方能正确焊接。由于两圆形管件相交的相贯线是一条空间曲线,其计算和测 量都比较复杂(特别是两管斜相贯时),传统的人工焊接方法工作环境恶劣、劳动强度大、对 工人技术水平要求较高且很难保证生产效率和焊缝的质量。 实用新型内容
[0004] 本实用新型要解决上述现有技术存在的问题,提供一种用于全焊接球阀中口相贯 线的自动焊接装置,可有效提高该类全焊接球阀的焊接质量的稳定性和焊接效率。
[0005] 本实用新型解决其技术问题采用的技术方案:这种用于全焊接球阀中口相贯线的 自动焊接装置,包括工作台,工作台上安装有移动台,移动台上安装有焊装夹具,工作台的 前端安装有与焊装夹具配合的工件翻转机构,移动台的上方安装有焊接支架,焊接支架上 安装有具有360°回转功能的焊接装置。该结构尽量采用标准化模块,可使制造成本大大降 低,并且可提高自动焊接装置的系统稳定性。首先由人工将产品固定在相应的工艺装备上, 将焊枪调整到位。在焊接过程中,通过人工观察焊接质量,能随时控制焊接速度完成相贯线 的焊接。工件一次装夹后一次性完成焊接,整个过程无需断弧。
[0006] 其中移动台包括安装在工作台上的纵向移动导轨、安装在纵向移动导轨上的移动 台板、驱动横向移动板移动的驱动电机,移动台板上安装有位于中间的丝杆螺母副和左右 设置的横向移动导轨,丝杆螺母副连接丝杆电机,横向移动导轨上安装有横向移动板,横向 移动板的底部连接丝杆螺母副,横向移动板上安装焊装夹具;该结构控制焊装夹具横向和 纵向的移动,通过丝杆机构,这样移动位置更加精确,移动稳定,更好的控制焊缝位置移动。
[0007] 其中焊装夹具包括安装在横向移动板前后两边的V型支撑块,V型支撑块的上方对 应设有V型压块,V型压块固定在连接杆上,连接杆固定在旋转夹紧气缸上,旋转夹紧气缸安 装在横向移动板上,横向移动板外端上设有端部V型块,构成组合定位,保证工件位置正确;
[0008] 其中工件翻转机构包括安装在工作台左右两边的固定座,固定座上转动连接有转 动杆,转动杆外端之间安装有纵向安装杆,纵向安装杆上安装有气动夹头,一边的转动杆后 端通过主动轴安装在固定座上,主动轴上固定有齿轮,齿轮哨合连接有齿条,齿条的后端连 接有推拉气缸,齿条的前后方向分别安装有前油压缓冲器和后油压缓冲器,前油压缓冲器 位于齿条的正前方,齿条的侧边安装有油压缓冲器触碰板,后油压缓冲器位于油压缓冲器 触碰板正后方;该结构对阀体上部件精确转动90°,使该部件位于阀体的正上方,这样便于 焊接装置精确焊接。
[0009] 其中焊接支架包括固定在工作台前后两侧的支架、固定在支架顶部之间的横梁及 工作台底下的焊接框架;该结构将焊接装置架在空中,保持其稳定移动。
[0010] 其中焊接装置包括安装在横梁上的焊接装置固定板,焊接装置固定板上安装有竖 向移动板,通过同步带及带抱闸的电机带动竖向移动板上下移动,竖向移动板上安装有带 抱闸旋转电机,带抱闸旋转电机连接转轴,转轴的下端安装有横向设置的L型安装板,L型安 装板的中间固定在转轴上,L型安装板的底部安装有横向移动的导柱,L型安装板上安装有 驱动导柱移动的焊接气缸,在导柱的外端侧,安装有焊枪。 为了进一步完善,工作台的底部安装有升降支撑脚。
[0012] 进一步完善,工作台的底部安装有万向轮。
[0013]本实用新型研究的全焊接球阀的中口贯线自动焊接装置是用自动化机构代替人 手完成焊接的点、拉、焊的自动化全焊接球阀装置,可以大大提高生产效率,降低生产成本, 提高可靠性。本项研发阶段所制作的仿真模型,将解决在动作操作以及控制方法方面的诸 多不便。而且由于此套系统具有很好的操作性,在研发成功后,只要改变一些设备结构就能 很好的应用于全焊接球阀的中口相贯线自动焊接,在焊接的领域中具有良好的适应力。 [0014]本实用新型有益的效果是:本实用新型焊接装置是一种采用自动化机构代替人手 完成焊接的点、拉、焊的自动化全焊接球阀装置,可以大大提高生产效率,降低生产成本,提 高可靠性。本项研发阶段所制作的仿真模型,将解决在动作操作以及控制方法方面的诸多 不便,而且由于此套系统具有很好的操作性,在研发成功后,只要改变一些设备结构就能很 好的应用于全焊接球阀的中口相贯线自动焊接,在其它相关焊接领域中具有良好的适应 力。
附图说明
[0015]图1为本实用新型整机前端方向结构示意图;
[0016]图2为本实用新型整机后端方向结构示意图;
[0017]图3为本实用新型产品放入夹具时的结构示意图;
[0018]图4为本实用新型焊接时的结构示意图; —mo乃半头用新翌焊按元成后端方向的结构示意图;
[0020]图6为本实用新型中移动台前端方向的结构示意图;
[0021]图7为本实用新型中移动台后端方向的结构示意图;
[0022]图8为本实用新型中翻转机构的结构示意图;〃,
[0023]图9为本实用新型中焊接装置前端方向的结构示意图;
[0024]图10为本实用新型中焊接装置后端方向的结构示意图。
[0025]附图标记说明:工作台1,移动台2,纵向移动导轨2-丨,工作台板2—2,丝杆模组2-3, 丝杆螺母副2-4,横向移动导轨2—5,丝杆电机2—6,横向移动板3—6,拖链2_8,传感器2—9,传 感器触动块2-10,型材布线槽2-:l丨,焊装夹具3,v型块3—丨,v型压块3_2,连接杆3_3,旋转夹 紧气缸3-4,端部V型块3-5,翻转机构4,轴承座4-1,转动杆4-2,纵向安装杆4-3,气动手指 4- 4,主动轴4-5,齿轮4-6,齿条4-7,推拉气缸4-8,前油压缓冲器4-9,后油压缓冲器4-10,油 压缓冲器触碰板4-11,焊接支架5,支架5-1,横梁5—2,焊接框架5-3,门5-4,焊接装置6,焊 接装置固定板6-1,竖向移动板6-2,升降电机6-3,带抱闸旋转电机6-4,转轴6-5,L型安装板 6-b导柱6-7,焊接气缸e-8,焊枪6-9,同步带张紧装置6-10,同步带轮6-U,抱箍6-12,脚轮 7,高度调整脚撑7-1,万向轮7-2,型材外罩8,型材框架8-1,把手8-2,窗8-3,入口板8-4,出 口板8-5,阀体9,阀体拨杆9-1。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0027]参照附图:本实施例中用于中口相贯线的自动焊接装置,包括工作台i,工作台1上 纵向平行安装了两条纵向移动导轨2-1,纵向移动导轨2-1之间纵向安装了丝杆模组2-3,纵 向移动导轨2-1和丝杆模组2-3上安装了移动台2,移动台板2-2上横向平行安装了两条横向 移动导轨2-5,两条横向移动导轨2-5之间横向安装了滚珠丝杆副2-4,滚珠丝杆副2-4和横 向移动导轨2-5上安装了横向移动板3-6,横向移动板3-6上安装了定位夹紧机构3,在工作 台1的前端安装了翻转机构4,在工作台的正上方安装了焊接机构6,焊接机构6安装于横梁 5- 2上并通过焊接支架5支撑于焊接框架5-3上,用于中口相贯线的自动焊接装置还包括型 材罩8,型材罩8安装于工作台1上,工作台1下方安装了焊接框架5-3,焊接框架5-3下安装了 脚轮7。
[0028]请阅览图1和图2,用于中口相贯线的自动焊接装置包括型材罩8、焊接支架5和脚 轮7。型材罩8安装于工作台1上,型材罩8包括型材框架8-1,型材框架8-1的前后安装了可 开合的窗8-3和把手8-2,以方便维修和调试,型材框架8-1前端安装了入口板8-4,以方便阀 体放入,型材框架8-1后端安装了出口板8-5,以方便阀体放入;焊接支架5中的焊接框架5-3 安装于工作台1下方,焊接框架5-3前端安装了可开合的门5-4,门5-4内可以安装电器元器 件及气动元件;焊接框架5-3下安装了4个脚轮7,万向轮7-2方便移动,高度调整脚撑7-1可 调整用于中口相贯线的自动焊接装置的高度以更好的与其他设备衔接,并使设备固定。 [0029]请阅览图6和图7,用于中口相贯线的自动焊接装置包括工作台1和移动台2。工作 台1上纵向平行安装了两条纵向移动导轨2-1,纵向移动导轨2_1之间纵向安装了丝杆模组 2-3,纵向移动导轨2-1和丝杆模组2-3上安装了移动台2;移动台2包括移动台板2-2,移动台 板2-2上横向平行安装了两条横向移动导轨2-5,两条横向移动导轨2-5之间横向安装了滚 珠丝杆副2_4,滚珠丝杆副2-4端部安装了驱动电机2-6,滚珠丝杆副2-4和横向移动导轨2-5 上安装了定位夹紧机构3;定位夹紧机构3包括横向移动板3-6,横向移动板3-6前后两边安 装了V型块3-1,外端上设有端部V型块3-5,V型块3-1上放置阀体9,端部V型块3-5上放置阀 体拨杆9_1,V型块3-1旁安装了旋转夹紧气缸3_4,旋转夹紧气缸3-4上安装了连接杆3-3, 连接杆3-3上安装了V型压块3-2,通过控制旋转夹紧气缸3-4使得V型压块3-2夹紧阀体;横 向移动板3-6下方安装有传感器触动块2-10,工作台板2-2侧边,感器触动块2-10的下方安 装了传感器2_9,两个传感器2-9对移动台2起到保护作用;V型块侧边安装有型材布线槽2-11,移动台板2-2侧边安装有拖链2-8,线槽2_11和拖链2-8对气管及电线其保护作用使得 整体更加美观。
[0030]请阅览图8和图3,用于中口相贯线的自动焊接装置包括翻转机构4。翻转机构4和 定位夹紧机构3配合运行,翻转机构4安装于工作台1上。翻转机构4包括气动手指4-4,气动 手指4-4固定于纵向安装杆4-3上,纵向安装杆4-3于转动杆4-2连接,转动杆4-2连接于主动 轴4-5上,主动轴4-5固定于轴承座4-1上,主动轴4-5上固定了齿轮4-6,气动手指4-4夹紧阀 体拨杆9-1,推拉气缸4-8推动齿条4-7向前移动,带动气动手指4-4翻转过90度,使阀体9转 过9〇度,齿条4-7上安装了油压缓冲器触碰板4-11,并在齿条4-7前后安装了前油压缓冲器 4-9和后油压缓冲器4-10,对推拉气缸4-8起到保护作用。
[0031] 请阅览图9和图10,用于中口相贯线的自动焊接装置包括焊接装置6。焊接装置6包 括安装在横梁5-2上的焊接装置固定板6-1,焊接装置固定板6-1上安装有竖向移动板6-2, 升降电机6-3通过同步带轮6-11带动竖向移动板6-2上下移动,焊接装置固定板6-1背面安 装了同步带张紧装置6-10调节同步带的松紧程度,竖向移动板6-2上安装有带抱闸旋转电 机6-4,带抱闸旋转电机6-4连接转轴6-5,转轴6-5的下端安装有横向设置的L型安装板6-6, L型安装板6-6的中间固定在转轴6-5上,L型安装板6-6的底部安装有横向移动的导柱6-7,L 型安装板6-6上安装有驱动导柱6-7移动的焊接气缸6-8,导柱6-7的外端安装有抱箍6-12, 抱箍6-12连接焊枪6-9,抱箍6-12可以调整焊枪6-9的角度,通过控制焊接气缸6-8得到引弧 和断弧。
[0032] 请阅览图3、图4和图5,用于中口相贯线的自动焊接装置焊接过程如图。如图3将阀 体9放置于定位夹紧装置3上放置阀体(可由人、机械手、或者其他机构完成),通过翻转机构 4将阀体转过90度,旋转夹紧气缸3-4夹紧阀体9;如图4丝杆电机2-6带动丝杆螺母副2-4运 行,将定位夹紧装置3移动到焊接装置6的正下方;焊接完成后移动到末端如图5,将阀体9取 出(放置阀体可由人、机械手、或者其他机构完成)。
[0033]本实用新型实施后,不但为输气管线、石油化工等提供高品质的配套阀门,替代进 口,对环境保护具有重大的社会效益和现实意义;而且将带动相关产业的发展和促进当地 经济的繁荣,经济效益可观。
[0034]虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述,但是,本专业普通 技术人员应当了解,在权利要求书的范围内,可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (3)

1. 一种用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置,包括工作台a),其特征是:所述 工作台⑴上安装有移动台⑵,移动台⑵上安装有焊装夹具(3),工作台⑴的前端安装有 与焊装夹具(3)配合的工件翻转机构(4),移动台(2)的上方安装有焊接支架(5),焊接支架 (5)上安装有具有360°回转功能的焊接装置(6); 所述移动台(2)包括安装在工作台(1)上的纵向移动导轨(2-1)、安装在纵向移动导轨 (2-1)之间的丝杆(2-3)、安装在工作台板(2-2)侧边的拖链(2-8)和传感器(2-9)、安装在纵 向移动导轨(2-1)上的移动台板(2-2)、驱动移动台板(2-2)移动的驱动电机(2-6),移动台 板(2-2)上安装有位于中间的丝杆螺母副(2-4)和横向移动导轨(2-5),丝杆螺母副(2-4)连 接驱动电机(2-6),横向移动导轨(2-5)上安装有横向移动板(3-6),横向移动板(3-6)的底 部连接丝杆螺母副(2-4),横向移动板(3-6)上安装所述焊装夹具03); 所述焊装夹具(3)包括安装在横向移动板(3-6)前后两边的V型块(3-1),V型块(3-1)的 上方对应设有V型压块(3-2),V型压块(3-2)固定在连接杆(3-3)上,连接杆(3-3)固定在旋 转夹紧气缸(3-4)上,旋转夹紧气缸(3-4)安装在横向移动板(3-6)上,横向移动板(3-6)外 端上设有端部V型块(3-5),横向移动板(3-6)下方安装有传感器触动块(2-10),V型块侧边 安装有布线槽(2-11); 所述工件翻转机构(4)包括安装在工作台(1)前后两边的轴承座(4-1),轴承座(4-1)上 转动连接有转动杆(4-2),转动杆(4-2)外端之间安装有纵向安装杆(4-3),纵向安装杆(4-3)上安装有气动夹头(4-4),一边的转动杆(4-2)后端通过主动轴(4-5)安装在所述轴承座 (4-1)上,主动轴(4-5)上固定有齿轮(4-6),齿轮(4-6)啮合连接有齿条(4-7),齿条(4-7)的 后端连接有推拉气缸(4-8),所述齿条(4-7)的前后方向分别安装有前油压缓冲器(4-9)和 后油压缓冲器(4-10),前油压缓冲器(4-9)位于齿条(4-7)的正前方,齿条(4-7)的侧边安装 有油压缓冲器触碰板(4-11),后油压缓冲器(4-10)位于油压缓冲器触碰板(4-11)正后方; 所述焊接支架(5)包括固定在工作台⑴左右两侧的支架(5_1)、固定在支架(5-1)顶 部之间的横梁(5-2)、在固定在工作台⑴底下的焊接框架(5-3),焊接框架(5_3)上设有门 (5-4),门(5-4)内可以安装电器元器件及气动元件; 所述焊接装置(6)包括安装在横梁(5-2)上的焊接装置固定板(6_1),焊接装置固定板 (6-1)上安装有竖向移动板(6-2),焊接装置固定板(6_1)的背面安装有驱动竖向移动板(6-2)上下移动的升降电机(6-3),竖向移动板(6-2)上安装有带抱闸旋转电机(6-4),带抱闸旋 转电机(6-4)连接转轴(6-5),转轴(6-5)的下端安装有横向设置的L型安装板(6_6),L型安 装板(6-6)的中间固定在转轴(6-5)上,L型安装板(6-6)的底部安装有横向移动的导柱(6-7),L型安装板(6-6)上安装有驱动导柱(6-7)移动的焊接气缸(6_8),导柱(6_7)的外端安装 有焊枪(6-9)。
2. 根据权利要求1所述的用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置,其特征是:全焊 接球阀中口相贯线的自动焊接装置的所有机构都安装与型材罩⑻中,型材罩⑻左右设有 上料入口(8-4)和下料出口(8-5),型材罩(8)前后设有窗(8_3),窗(8_3)上设有把手(8-2)。
3. 根据权利要求1所述的用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置,其特征是:所述 焊接框架(5-3)的底部安装有升降支撑脚(7-1)和万向轮(7_2)。
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