CN209773767U - 全自动焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动焊接系统，其用于将管件焊接至管道的一端，基于本实用新型所提供的全自动焊接系统，在管道与其它管件进行焊接的过程中，可以实现管道的全自动上下料、装夹及焊接等工序，可避免人工过多参与，有效提高管道焊接的效率，符合当下企业高效生产的基本需求，而且标准化的焊接过程也能保证焊接质量具有较高的重现性。

Description

全自动焊接系统

技术领域

本实用新型涉及管件装配领域，尤其涉及一种全自动焊接系统。

背景技术

现有技术中，在涉及到管道一端与其它管件(如大小头、短管等)进行组对焊接时，往往需要人工大量的参与管道转移、装夹、焊接等过程。如此会导致焊接效率低、焊接质量重现性不高，而且在涉及大尺寸管道、管件的焊接工作时，还容易由于人工操作不当出现不必要的安全事故。

有鉴于此，有必要提供一种改进的技术方案以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种全自动焊接系统，其具体设计方式如下。

一种全自动焊接系统，用于将管件焊接至管道的一端，其包括：料架、传送装置、头架、尾架以及焊接装置；所述料架具有供管道朝第一方向滚动的承载面，所述承载面具有工作位，所述料架还具有用于阻止所述管道进一步滚动以将所述管道定位在所述工作位的止挡机构；所述传送装置具有顶起所述工作位上所述管道并沿第二方向传送所述管道的传送轮，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述头架设置于所述料架于所述第二方向上的一侧，所述头架具有转动设置以固定由所述传送装置传送至所述头架的管道并驱使所述管道绕自身轴心转动的卡盘，所述卡盘具有供所述管道穿过以将其端部暴露于所述头架远离所述料架一侧的通孔；所述尾架设置于头架远离所述料架的一侧，所述尾架朝向所述头架的一侧具有用于承载所述管件的夹盘；所述焊接装置具有用于将所述管件焊接固定至所述管道的焊枪。

进一步，所述全自动焊接系统还具有辅助转动装置，所述辅助转动装置包括至少一个辅助转动支撑架，所述辅助转动支撑架具有升降设置于顶部以在所述卡盘驱动所述管道转动时转动支撑所述管道的滚轮组，所述滚轮组具有上升超出所述承载面以使所述滚轮组的滚轮抵接所述管道外壁的支撑状态以及下降至所述滚轮组的顶部低于所述承载面的非支撑状态。

进一步，于所述第一方向上，所述承载面呈下坡状。

进一步，于所述第二方向上，所述传送装置包括至少两个间隔分布的传送支撑架，每一所述传送支撑架具有升降设置于顶部的一个所述传送轮，所述传送轮具有上升超出所述承载面以顶起位于所述工作位上所述管道的传送状态以及下降至所述传送轮顶部低于所述承载面的非传送状态。

进一步，所述传送轮呈中间细两端粗的哑铃状。

进一步，所述止挡机构包括转动设置的挡板以及驱动所述挡板转动的第一气缸，所述挡板具有转动至部分向上凸伸超出所述承载面以阻挡所述管道滚动并将所述管道定位于所述工作位的止挡状态以及转动至完全位于所述承载面下方的非止挡状态。

进一步，所述承载面具有用于向所述工作位提供管道的上料区，所述上料区靠近所述工作位的一侧固定有阻挡所述上料区内管道沿所述承载面朝所述工作位滚动的挡块；所述料架还具有用于顶起所述上料区内所述管道以向所述工作位转移该管道的上料机构。

进一步，所述上料机构包括转动设置的上料杆以及驱动所述上料杆转动的第二气缸，所述上料杆具有转动至部分向上凸伸超出所述承载面以顶起所述上料区内靠近所述挡块所在位置处管道并使该所述管道底部不低于所述挡块顶部高度的上料状态以及转动至完全位于所述承载面下方的非上料状态；所述上料杆处于所述上料状态时，所述上料杆用于顶起所述管道的一侧形成有供所述管道向所述工作位滚动的斜坡。

进一步，所述卡盘具有均匀分布于所述通孔周边的若干顶块、以及同步调节若干所述顶块相对所述通孔中心距离以使若干所述顶块顶紧或松开所述通孔内管道的顶块位置调节机构。

进一步，所述夹盘沿一转轴转动设置于所述尾架朝向所述头架的一侧，所述转轴的延伸方向与所述第二方向一致；所述尾架还具有沿所述第二方向调节所述夹盘位置的X轴调节机构、沿所述第一方向调节所述夹盘位置的Y轴调节机构以及沿上下方向调节所述夹盘位置的Z轴调节机构。

本实用新型的有益效果是：基于本实用新型所提供的全自动焊接系统，在管道与其它管件进行焊接的过程中，可以实现管道的全自动上下料、装夹及焊接等工序，可避免人工过多参与，有效提高管道焊接的效率，符合当下企业高效生产的基本需求，而且标准化的焊接过程也能保证焊接质量具有较高的重现性。

附图说明

图1所示为管道在全自动焊接系统的料架上转移的状态示意图；

图2所示为管道被全自动焊接系统中头架夹持固定的状态示意图；

图3所示为料架、传送装置以及辅助转动装置的配合示意图；

图4所示为图3中a部分的放大示意图；

图5所示为图4中A-A′位置处的截面示意图；

图6所示为管道被挡块阻挡的状态示意图；

图7所示为管道被上料机构顶杆顶起的状态示意图；

图8所示为管道移动至工作位的状态示意图；

图9所示为管道自工作位离开的状态示意图；

图10所示为全自动焊接系统去除料架后的结构示意图；

图11所示为传送装置传送管道的状态示意图；

图12所示为传送支撑架的一种结构示意图；

图13所示为辅助转动装置支撑管道的状态示意图；

图14所示为辅助转动支撑架的一种结构示意图；

图15所示为头架、尾架、焊接装置配合的第一角度示意图；

图16所示为头架、尾架、焊接装置配合的第二角度示意图；

图17所示为全自动焊接系统装配有焊接防护罩的一种结构示意图；

图18所示为管道与大小头焊接时的配合示意图；

图19所示为管道与短管焊接时的一种状态示意图；

图20所示为管道与短管焊接时的另一种状态示意图

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施结构对本实用新型进行详细描述，请参照图1至图20所示，其为本实用新型的一些较佳实施结构。

本实用新型所涉及的全自动焊接系统用于将管件800焊接至管道700的一端，结合图18、图19、图20所示，其中所涉及的管件可以是大小头801、外延式短管802、内嵌式短管803或其它类型需要焊接至管道700端部以适应特定用途的零部件，具体在此不做一一展开。在具体焊接过程中，所涉及的焊缝B通常为环形缝，环形缝可以是图18中所示的对接缝、图19中所示的外角缝、图20中所示的内角缝，也可以是其它形式的环形缝，具体在此也不做进一步展开。

如图1所示，本实用新型所涉及的全自动焊接系统包括：料架100、传送装置200、头架300、尾架400以及焊接装置500。

其中，结合图3、图4所示，料架100具有供管道700朝第一方向滚动的承载面。本具体实施例中，料架100包括三个并列间隔设置的料架单体，即第一料架单体101、第二料架单体102及第三料架单体103；第一料架单体101、第二料架单体102及第三料架单体103均具有位于顶部且朝第一方向延伸设置的支撑梁11，若干支撑梁11的顶面共同构成供管道700朝第一方向滚动的承载面。在本实用新型的其它实施例中，料架100也可以由其它数量的料架单体构成。

在本实用新型中，通常放置于料架100承载面上的管道700具有自发朝第一方向运动的趋势，该自发运动的趋势可由外部动力提供。作为本实用新型的优选实施方式，该自发运动的趋势由管道700的重力势能提供，具体本实施例中，于第一方向上，承载面呈下坡状，即支撑梁11的顶面形成供管道700自动滚动的斜坡。

进一步结合图4、图5、图8所示，料架100的承载面具有工作位111，料架100还具有用于阻止管道700进一步滚动以将管道700定位在工作位111的止挡机构12。即当管道700在承载面上滚动时，在其滚动到工作位111，可以被止挡机构12阻挡，从而避免进一步沿承载面滚动。

结合图1、图2、图11及图12所示，本实用新型中的传送装置200具有顶起工作位111上管道700并沿第二方向传送管道700的传送轮21。其中，第二方向垂直于第一方向，具体于本实施例中，第一方向与支撑梁11的长度方向一致，第二方向与三个料架单体的分布方向一致。

参考图1、图15所示，头架300设置于料架100于第二方向上的一侧，头架100具有转动设置的卡盘31，卡盘31用于固定由传送装置200传送至头架100的管道700，且可以驱使管道700绕管道700自身轴心转动，卡盘31具有供管道700穿过以将其端部暴露于头架300远离料架100一侧的通孔(图中未标识)。结合图1、图2所示，滚动至工作位111的管道700在传送装置200传送轮21的传送作用下，可沿第二方向靠近或远离头架100；由于管道700穿过卡盘31后的端部可暴露于头架300远离料架100一侧，可以在头架300远离料架100一侧实现管道700与管件800之间的焊接工作，即头架300远离料架100一侧可构成用于实现焊接工作的焊接工位。

结合图1、图16所示，本实用新型的尾架400设置于头架300远离料架100的一侧，尾架400朝向头架300的一侧具有用于承载管件800的夹盘41。通过该配置方式，在焊接前，由尾架400夹盘41承载的管件800可与由头架300固定的管道700一端进行组对。

参考图15、图16所示，本实用新型的的焊接装置500具有用于将管件800焊接固定至管道700的焊枪52。

基于本实用新型所提供的全自动焊接系统，在管道700与其它管件800进行焊接的过程中，可以实现管道700的全自动上下料、装夹及焊接等工序，可避免人工过多参与，有效提高管道焊接的效率，符合当下企业高效生产的基本需求，而且标准化的焊接过程也能保证焊接质量具有较高的重现性。

为更好的理解本实用新型，以下将对本实用新型作更为详细的描述：

结合图1、图13所示，本实用新型中所涉及的全自动焊接系统还具有辅助转动装置600，辅助转动装置600包括至少一个辅助转动支撑架。具体于本实施例中，辅助转动装置600包括三个辅助转动支撑架，即第一辅助转动支撑架601、第二辅助转动支撑架602以及第三辅助转动支撑架603，三个辅助转动支撑架于第二方向上间隔分布。

结合图14所示，每一辅助转动支撑架均具有升降设置于顶部以在卡盘31驱动管道700转动时转动支撑管道700的滚轮组61，滚轮组61具有上升超出承载面以使滚轮组61的滚轮抵接管道700外壁的支撑状态以及下降至滚轮组61的顶部低于承载面的非支撑状态。

具体而言，滚轮组61包括在第一方向上并列设置的第一滚轮611与第二滚轮612，第一滚轮611与第二滚轮612的转轴均沿第二方向延伸；在管道700转动时，第一滚轮611与第二滚轮612共同对管道形成支撑并可随管道700同步转动。

此外，较为容易理解的是，在第一方向上，辅助转动支撑架所在位置位与工作位111一致，如此在传送装置200将管道700传送至头架300并由卡盘31固定后，第一辅助转动支撑架601、第二辅助转动支撑架602以及第三辅助转动支撑架603的滚轮组61通过上升即可与卡盘31共同实现对管道700转动过程中的支撑。

考虑到第一辅助转动支撑架601、第二辅助转动支撑架602以及第三辅助转动支撑架603对管道支撑的稳定性，三个辅助转动支撑架于第二方向上间隔分布，具体于本实施例中，三个辅助转动支撑架与三个料架单体交错分布。

更为详细地，参考14中所示，本实施例中所涉及的辅助转动支撑架还包括辅助转动基座62、升降设置于辅助转动基座62顶部的第一升降台610以及驱动第一升降台610进行升降动作的第一电机63，滚轮组61即转动设置于第一升降台610上。

进一步结合图1、图11所示，于本实用新型中，在第二方向上，传送装置200包括至少两个间隔分布的传送支撑架200。具体于本实施例中，传送装置200包括三个传送支撑架，即第一传送支撑架201、第二传送支撑架202以及第三传送支撑架203，三个传送支撑架于第二方向上间隔分布。

结合图14所示，每一传送支撑架具有升降设置于顶部的一个传送轮21，传送轮21具有上升超出承载面以顶起位于工作位111上管道700的传送状态以及下降至传送轮21顶部低于承载面的非传送状态。

本实施例中所涉及的传送支撑架还包括传送支撑基座22、升降设置于传送支撑基座22顶部的第二升降台210以及驱动第二升降台210进行升降动作的第二电机23，传送轮21即转动设置于第二升降台210上，多个传送支撑架中的至少一个传送轮21还连接有驱动其转动的第三电机24。

较为容易理解的时，为了使得多个传送支撑架能够对管道700进行稳定传送，三个传送支撑架于第二方向上间隔分布。具体于本实施例中，参考图10所示，三个传送支撑架与三辅助转动支撑架交错分布。进一步结合图4中所示，本具体实施例中，每一料架单体两侧中的一侧设置有传送支撑架，另一侧设置有辅助转动支撑架。作为优选，参考图12中所示，本实用新型中所涉及的传送轮21呈中间细两端粗的哑铃状。

在全自动焊接系统的运行过程中，传送装置200与辅助转动装置600之间是通过以下方式实现配合：料架100工作位111处待进行焊接操作的管道700由传送装置200顶起并传送至一端插入卡盘31的通孔内；在卡盘31将管道700固定后，辅助转动装置600上的滚轮组61上升；在辅助转动装置600的滚轮组61对管道700形成支撑后，传送装置200上的传送轮21下降。如此在卡盘31固定管道700并驱动管道700转动时，传送轮21不会对管道700的转动造成影响，而滚轮组61可以对管道700形成转动支撑，进而完成管道700与管件800之间进行焊接时的转动动作。本实用新型中，当管道700与管件800之间焊接完成后，通过传送装置200、辅助转动装置600的配合可以将焊接有管件800的管道700再次转移至料架100的承载面上，进而进行下一步动作。

结合图8、图9所示，本实施例中止挡机构12包括转动设置的挡板121以及驱动挡板121转动的第一气缸122；具体于本具体实施例中，每一料架单体上均可以设置有止挡机构12，第一气缸122的伸缩杆1220连接至挡板121，如此即可通过伸缩杆1220的伸缩控制来实现挡板121的转动控制。

如图8所示，挡板121具有转动至部分向上凸伸超出承载面以阻挡管道700滚动的止挡状态，挡板121处于止挡状态时能够将管道700定位于工作位111，如此传送装置200方能顺利实现工作位111处管道的顶起并进行第二方向上的传送。如图9中所示，本实施例中所涉及的挡板121还具有转动至完全位于承载面下方的非止挡状态，当挡板121处于非止挡状态时，位于工作位111处的管道700则可以继续在承载面上朝第一方向滚动。

本实施例中的承载面还具有用于向工作位111提供管道700的上料区(图中未标识)。参考图5、图6所示，本具体实施例中的上料区靠近工作位111的一侧固定有阻挡上料区内管道700沿承载面朝工作位111滚动的挡块13，即在挡块13的阻挡作用下，上料区内的管道700不能直接由承载面滚动至工作位。为实现上料区内管道700向工作位111的转移，本实用新型中所涉及的料架100还具有用于顶起上料区内管道700以向工作位111转移该管道700的上料机构14。在本实施例中，每一料架单体上均设置有上料机构14与挡块13。

本实施例中的上料机构14包括转动设置的上料杆141以及驱动上料杆141转动的第二气缸142，其中，第二气缸142的伸缩杆1420连接至上料杆141，如此即可通过伸缩杆1420的伸缩控制来实现上料杆141的转动控制。

进一步，结合图6、图7所示，本实施例中的上料杆141具有转动至部分向上凸伸超出承载面以顶起上料区内靠近挡块13所在位置处管道700的上料状态，上料杆141处于上料状态时，被上料杆141顶起的管道700的底部不低于挡块13顶部高度，且上料杆141用于顶起管道700的一侧形成有供管道700向工作位111滚动的斜坡；即管道700被上料杆141顶起后可通过上料杆141上的斜坡自发滚动至工作位111。本实施例中的上料杆141还具有转动至其完全位于承载面下方的非上料状态，上料杆处于非上料状态时，位于上料区的管道700被挡块13限制而不能进入工作位。

可以理解的是，本实施例中的上料区内可以容置多根管道700，而上料杆141每次只能顶起一根管道700，从而确保一次只有一根管道700进入工作位，进而保障全自动焊接系统的顺畅工作。

此外，作为本实用新型中卡盘31的一种具体实施结构，参考图15中所示，卡盘31具有均匀分布于通孔周边的若干顶块311、以及同步调节若干顶块311相对通孔中心距离的顶块位置调节机构(图中未展示)，本实施例中的卡盘31即是通过三个顶块311位置的调节来顶紧或松开通孔内管道700。在具体实施过程中，本实施例中的头架300还具有头架基座32，卡盘31即转动的设置于头架基座32上，头架300还具有驱动卡盘31转动的驱动机构(图中未展示)。

参考图16所示，本具体实施例中的夹盘41沿一转轴转动设置于尾架400朝向头架300的一侧，夹盘41转轴的延伸方向与第二方向一致，如此在夹盘41承载管件800时可以带动管件800与管道700进行同步转动。具体在本实施例中，夹盘41通过若干卡爪410对管件800进行夹持以实现对管件800的承载，每一卡爪410相对夹盘41转轴的距离可调。

为了使得被夹盘41夹持的管件800相对管道700的端部具有合适的焊接位置，本实施例中的尾架400还具有沿第二方向调节夹盘41位置的X轴调节机构、沿第一方向调节夹盘位置的Y轴调节机构以及沿上下方向调节夹盘位置的Z轴调节机构。

在具体实施过程中，如图16所示，本实施例中的头架300与尾架400均设置于底板900上，尾架400还包括基座42、上下移动设置于基座42靠近头架300一侧的Z轴移动板43以及沿第一方向移动设置于Z轴移动板43靠近头架300一侧的Y轴移动板44，其中，夹盘41转动设置于Y轴移动板44靠近头架300一侧。于本实施例中，底板900上设置有供基座42沿第二方向移动的滑轨92，X轴调节机构用于驱动基座42沿第二方向移动，其包括固定于底板900上与滑轨92延生方向一致的齿条91以及设置于基座42上与齿条91啮合的齿条(图中未展示)；Y轴调节机构用于驱动Y轴移动板44相对Z轴移动板43沿第一方向移动；Z轴调节机构用于驱动Z轴移动板43相对基座42上下移动。

参考图15、图16所示，本实施例中的所涉及的焊接装置500还具有安装立柱51以及用以将焊枪52连接至安装立柱51的连接组件53，在具体实施过程中，连接组件51可以调节焊枪52与焊缝之间的位置关系以适应不同类型焊缝的焊接。

结合图2、图17所示，为使得焊接过程处于一个稳定的环境，本实用新型中还具有将头架300、尾架400及焊接装置500收容于同一空间内的防护罩901。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全自动焊接系统，用于将管件焊接至管道的一端，其特征在于，包括：料架、传送装置、头架、尾架以及焊接装置；所述料架具有供管道朝第一方向滚动的承载面，所述承载面具有工作位，所述料架还具有用于阻止所述管道进一步滚动以将所述管道定位在所述工作位的止挡机构；所述传送装置具有顶起所述工作位上所述管道并沿第二方向传送所述管道的传送轮，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述头架设置于所述料架于所述第二方向上的一侧，所述头架具有转动设置以固定由所述传送装置传送至所述头架的管道并驱使所述管道绕自身轴心转动的卡盘，所述卡盘具有供所述管道穿过以将其端部暴露于所述头架远离所述料架一侧的通孔；所述尾架设置于头架远离所述料架的一侧，所述尾架朝向所述头架的一侧具有用于承载所述管件的夹盘；所述焊接装置具有用于将所述管件焊接固定至所述管道的焊枪。

2.根据权利要求1所述的全自动焊接系统，其特征在于，所述全自动焊接系统还具有辅助转动装置，所述辅助转动装置包括至少一个辅助转动支撑架，所述辅助转动支撑架具有升降设置于顶部以在所述卡盘驱动所述管道转动时转动支撑所述管道的滚轮组，所述滚轮组具有上升超出所述承载面以使所述滚轮组的滚轮抵接所述管道外壁的支撑状态以及下降至所述滚轮组的顶部低于所述承载面的非支撑状态。

3.根据权利要求1所述的全自动焊接系统，其特征在于，于所述第一方向上，所述承载面呈下坡状。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的全自动焊接系统，其特征在于，于所述第二方向上，所述传送装置包括至少两个间隔分布的传送支撑架，每一所述传送支撑架具有升降设置于顶部的一个所述传送轮，所述传送轮具有上升超出所述承载面以顶起位于所述工作位上所述管道的传送状态以及下降至所述传送轮顶部低于所述承载面的非传送状态。

5.根据权利要求4所述的全自动焊接系统，其特征在于，所述传送轮呈中间细两端粗的哑铃状。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的全自动焊接系统，其特征在于，所述止挡机构包括转动设置的挡板以及驱动所述挡板转动的第一气缸，所述挡板具有转动至部分向上凸伸超出所述承载面以阻挡所述管道滚动并将所述管道定位于所述工作位的止挡状态以及转动至完全位于所述承载面下方的非止挡状态。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的全自动焊接系统，其特征在于，所述承载面具有用于向所述工作位提供管道的上料区，所述上料区靠近所述工作位的一侧固定有阻挡所述上料区内管道沿所述承载面朝所述工作位滚动的挡块；所述料架还具有用于顶起所述上料区内所述管道以向所述工作位转移该管道的上料机构。

8.根据权利要求7所述的全自动焊接系统，其特征在于，所述上料机构包括转动设置的上料杆以及驱动所述上料杆转动的第二气缸，所述上料杆具有转动至部分向上凸伸超出所述承载面以顶起所述上料区内靠近所述挡块所在位置处管道并使该所述管道底部不低于所述挡块顶部高度的上料状态以及转动至完全位于所述承载面下方的非上料状态；所述上料杆处于所述上料状态时，所述上料杆用于顶起所述管道的一侧形成有供所述管道向所述工作位滚动的斜坡。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的全自动焊接系统，其特征在于，所述卡盘具有均匀分布于所述通孔周边的若干顶块、以及同步调节若干所述顶块相对所述通孔中心距离以使若干所述顶块顶紧或松开所述通孔内管道的顶块位置调节机构。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的全自动焊接系统，其特征在于，所述夹盘沿一转轴转动设置于所述尾架朝向所述头架的一侧，所述转轴的延伸方向与所述第二方向一致；所述尾架还具有沿所述第二方向调节所述夹盘位置的X轴调节机构、沿所述第一方向调节所述夹盘位置的Y轴调节机构以及沿上下方向调节所述夹盘位置的Z轴调节机构。