CN211162537U - 一种直管法兰四枪焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直管法兰四枪焊接设备，包括置于地面的固定架、两组滑移设置在所述固定架上的安装台；所述安装台上滑移设置有安装板，所述安装板一端设置有固定台，所述固定台上转动连接有回转变位面板，所述回转变位面板上端安装有内焊缝焊枪构件和间隙检测构件。本实用新型具有以下优点和效果：通过回转变位面板的设置，将内焊缝焊枪构件和间隙检测构件两者集成在该回转变位面板上端，优化了两者的结构，同时调节台的设置能够增大两者的检测以及焊接的操作范围，提高设备的实用性。

Description

一种直管法兰四枪焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接设备的技术领域，特别涉及一种直管法兰四枪焊接设备。

背景技术

在管件模块化预制的过程中，法兰与直管之间在焊接固定前需要进行定位组对，精准的定位组对会有效提高管件模块成品的质量。然现有技术中，用于法兰与直管组对的管件组对设备通常机动性不高，在具体应用过程中难以满足法兰与直管之间高精度定位组对的需求。

设备需具备组对直管与法兰之间的间隙具有检测功能，其是大口径工件普遍存在圆度差及钢管端面切割后端面存在马蹄的情况，管径越大外观的椭圆度误差及法兰下料时端面与轴心的垂直度误差就会越大，进行法兰焊接时的难度也越大。因而在焊接时需要进行检测判断，但是目前的检测机构与焊接机构设置在不同位置上，直管法兰需要在不同位置进行不同的焊接流程，同时导致整体设备结构过大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种直管法兰四枪焊接设备，具有对检测机构和焊接机构的结构一体化的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种直管法兰四枪焊接设备，包括置于地面的固定架、两组滑移设置在所述固定架上的安装台；所述安装台上滑移设置有安装板，所述安装板一端设置有固定台，所述固定台上转动连接有回转变位面板，所述回转变位面板上端安装有内焊缝焊枪构件和间隙检测构件。

通过采用上述技术方案，内焊缝焊枪构件和间隙检测构件均设置在一块回转变位面板上端，通过回转变位面板的转动使得内焊缝焊枪构件和间隙检测构件在转动后均能够对准直管法兰进行检测或焊接。通过回转变位面板的设置使得优化了内焊缝焊枪构件和间隙检测构件的安装位置，实现结构一体化，大大降低了两者的占地空间，进而整体缩小设备体积。

本实用新型的进一步设置为：所述固定台上设置有转轴，所述转轴上端固定所述回转变位面板，下端连接有转动组件。

通过采用上述技术方案，转租组件驱动转轴的转动，进而带动转轴上端的回转变位面板，进而实现控制内焊缝焊枪构件和间隙检测构件两者朝向直管法兰的端面进行检测或焊接。

本实用新型的进一步设置为：所述转动组件包括设置在所述固定台外侧的联动气缸以及固定在所述转轴下端的气缸过渡片；所述联动气缸前端设置有圆轴，所述气缸过渡片上开设有带有腰型孔的连接片，所述圆轴插接位于所述腰型孔内。

通过采用上述技术方案，联动气缸内运行时，活塞杆做直线运动，而后由于活塞杆前端的圆轴定位在连接片内的腰型孔内，圆轴在发生位移时，能够在腰型孔内发生位置的变化，进而迫使连接片发生转动，进而带动与连接片固定的转动发生转动，最终实现将回转变位面板发生转动。

本实用新型的进一步设置为：所述回转变位面板下端面设置有定位块，所述固定台上端面设置有两块用于定位所述定位块的限位块。

通过采用上述技术方案，回转变位面板下端设置的定位块被限定在两块限位块之间，当联动气缸转动转轴时，两线限位块能够最终限定回转变位面板的最终转动角度，进而确保对内焊缝焊枪构件和间隙检测构件的转动调节位置更为精准。限位块的设置提高了重复转动定位的精度。

本实用新型的进一步设置为：所述安装板上设置有用于连接所述固定台下端的调节台，所述调节台包括设置在所述安装板上的底座、定位在所述底座上的转动螺杆、连接在所述转动螺杆上且滑移设置在所述底座上的连接板，所述连接板与所述固定台下端固定。

通过采用上述技术方案，调节台中的底座固定在安装板上，上端的连接板用于与固定台连接，进而通过控制转动螺杆的转动，能够对连接板进行位置的调整，使得对固定台整体位置的调节，扩大了内焊缝焊枪构件和间隙检测构件对不同尺寸的直管法兰的检测以及焊接的径向范围，提高设备的利用率。

本实用新型的进一步设置为：所述转动螺杆两端通过定位轴承固定在所述底座两端且一端设置有转动轮；所述连接板下端设置有与所述转动螺杆连接的连接块且两端设置有定位在底座上的滑块。

通过采用上述技术方案，通过底座外侧的转动轮后转动螺杆在底座内发生自转，同时由于连接板下端的连接块与连接板螺纹连接，进而实现与连接块一同设置的连接板在底座上发生往复滑移，连接板在底座上移动时可以通过两端设置的滑块实现滑移，滑块一方面能够减少连接板与底座之间的接触面积，同时能够使连接板滑移更为顺畅。

本实用新型的进一步设置为：所述安装板一侧连接有一台驱动气缸；所述安装台上设置有两条滑移轨，所述安装板下端设置有与所述滑移轨连接的直线滑轨。

通过采用上述技术方案，安装板一侧连接有驱动气缸，驱动气缸运行时，安装板通过直接滑轨与安装台上的滑移轨实现滑动连接，安装板通过驱动气缸实现在安装板上的位移，进而实现对安装板上的焊接工位进行整体调节，以及满足端面跟踪构件与内缝焊枪的实时配合。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：通过回转变位面板的设置，将内焊缝焊枪构件和间隙检测构件两者集成在该回转变位面板上端，优化了两者的结构，同时调节台的设置能够增大两者的检测以及焊接的操作范围，提高设备的实用性。

附图说明

图1是焊接设备的整体结构示意图；

图2是焊接工位、滚轮架和安装台的结构关系示意图；

图3是图2所示的A部放大示意图；

图4是固定台侧板拆除后的结构示意图；

图5是图1所示的B部放大示意图；

图6是外焊缝焊枪构件的结构示意图；

图7是图2所示的C部放大示意图；

图8是图6所示的D部放大示意图；

图9是外焊缝焊枪构件中旋转板和调节座的结构管体图。

图中：1、置物工位；2、送料工位；3、焊接工位；4、控制工位；5、固定架；5-1、导轨；5-2、履带；6、安装台；6-1、导向轮；7、滚轮架；8、直管输送构件；9、外焊缝焊枪构件；10、内焊缝焊枪构件；11、间隙检测构件；12、安装板；13、驱动气缸；14、固定台；14-1、转轴；15、回转变位面板；16、端面跟踪构件；17、十字丝杆滑台；18、连接架；19、滚动跟踪轮；20、径向直线位移组件；21、轴向直线位移组件；22、径向检测头；23、轴向检测头；24、十字电动滑台；25、连杆固定件；26、内缝焊枪；27、导电刷；28、滑移轨；29、直线滑轨；30、调节台；30-1、底座；30-2、转动螺杆；30-21、定位轴承；30-22、转动轮；30-3、连接板；30-31、连接块；30-32、滑块；31、联动气缸；31-1、圆轴；32、气缸过渡片；32-1、腰型孔；32-2、连接片；33、定位块；34、限位块；35、升降丝杆滑台；36、横向丝杆滑台；37、纵向丝杆滑台；38、管道外端面追踪构件；39、外焊缝枪；40、定位板；41、转动板；41-1、过渡板；41-2、旋转板；41-3、插接柱；41-4、导电刷轮；42、径向跟踪轮；43、螺杆件；44、十字电动滑板；44-1、调节座；44-2、调节块；44-3、插接孔；45、连杆连接件；46、安装基座；46-1、滑移板；46-2、转动轴；46-3、丝杠螺杆；46-4、涡轮；47、驱动电机；48、驱动螺杆；49、滚动轮；50、重轨；51、横向输送小车；52、纵向输送小车。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种直管法兰四枪焊接设备，参照图1，包括置物工位1，设置在置物工位1两端的焊接工位3、设置在置物工位1两侧用于将直管直管法兰移送或移除在置物工位1上的送料工位2，以及用于控制整个设备运行的控制工位4，主要通过内设的PLC控制系统进行控制。

参照图1和图2，置物工位1包括固定在地面上的固定架5，固定架5由两条相对固定的导轨5-1组成，在固定架5上设置有两组安装台6，基本对称分布在固定架5两侧，安装台6下端设置有定位在导轨5-1上的导向轮6-1，而后通过履带5-2控制实现在固定架5上的位置移动。两组安装台6的相对位置上设置有滚轮架7用于定位直管法兰的两端。

继续参照图1和图2，滚轮架7包括固定在安装台6前端面的安装基座46，在安装基座46一侧固定有一台带有减速机的驱动电机47，减速机连接有一根驱动螺杆48。安装基座46上端设置两块滑移板46-1，每块滑移板46-1上转动连接有一根两端带有滚动轮49的转动轴46-2。滑移板46-1下端与丝杠螺杆46-3连接，通过丝杠螺杆46-3的转动，两块滑移板46-1的相对或反向移动，实现两根转动轴46-2的位置发生相对编辑，进而实现滚动轮49能够放置不同直径的直管法兰。驱动螺杆48设置在转动轴46-2下方，驱动螺杆48与转动轴46-2上的涡轮46-4啮合，以实现驱动电机47能够驱动两根转动轴46-2相对运动，进而实现直管法兰在滚轮架7上的定位以及转动。在安装基座46外侧可以套设一个金属外罩以隔离安装基座46内部结构。

参照图2，安装台6在滚轮架7后端设置有一块安装板12，安装板12下端面设置有两排直线滑轨29，同时在安装台6上端面设置两条滑移轨28参照图4，安装板12实现在安装台6上的滑移，安装板12的一侧连接有一个驱动气缸13，通过驱动气缸13的运行实现安装板12在安装台6上相对滑移。安装板12上设置有一组调节台30，调节台30上方连接有固定台14，在固定台14上端连接有一块回转变位面板15。在回转变位面板15上设置有焊接工位3上的内焊缝焊枪构件10和间隙检测构件11。在固定台14靠近滚轮架7的侧端面上固定有一组端面跟踪构件16。

参照图3和图4，调节台30包括固定在安装板12的底座30-1，底座上端呈中空状态，底座30-1上设置有转动螺杆30-2，转动螺杆30-2两端通过定位轴承30-21固定在底座30-1两端，同时在外端设置有一个作为转动轮30-22的把手，以便操作人员对转动螺杆30-2的转动。连接板30-3滑移设置在底座30-1上，连接板30-3两端均设置有作为滑块30-32的线性滑轨，实现在底座30-1上的往复滑移。连接板30-3下端还设置有一块带有螺纹孔的连接块30-31，连接块30-31与转动螺杆30-2螺纹连接，上端与固定台14通过螺栓固定。当转动螺杆30-2的转动时，转动螺杆30-2能够迫使连接板30-31在底座30-1上移动，进而带动整个回转变位面板15移动。

参照图4，固定台14上端通过轴承固定有一根竖立的转轴14-1，转轴14-1上端通过连接法兰与回转变位面板15固定，下端位于固定台14内且设置有一块气缸过渡片32；固定台14外壁上水平设置有一组联动气缸31，联动气缸31的活塞杆前端固定有圆轴31-1，在气缸过渡片32的外端设置有带有腰型孔32-1的连接片32-2，通过圆轴31-1与腰型孔32-1的连接，实现当联动气缸31运行是能够带动整根转轴14-1发生转动，进而实现回转变位面板15发生转动。在回转变位面板15下端端面设置有一块定位块33，同时在固定台14上端面设置有两块限位块34，两块限位块34之间的角度为90°，实现提高回转变位面板15的重复定位精度，确保回转变位面板15上端的内焊缝焊枪构件10、间隙检测构件11切换位置精准。

回到图3，间隙检测构件11包括固定在回转变位面板15上的径向直线位移组件20、轴向直线位移组件21、设置于径向直线位移组件20的径向检测头22、设置于轴向直线位移组件21的轴向检测头23，径向直线位移组件20、轴向直线位移组件21由直线位移检测元件组成，气缸驱动保证均匀的检测力。联动气缸31使回转变位转盘回转90º，径向检测头22和轴向检测头23处于待检测位置，然后顶住法兰内圈和直管端面，气动驱动保证均匀的检测力，检测头到位后驱动直管快速旋转一圈，当直管端面和法兰组对间隙出现差异时，检测头会自由浮动，浮动量通过直线位移传感器进行实时记录各个位置角度数据变化，并存储到PLC控制系统，为下一步焊接提供精确的检测数据。

参照图5，内焊缝焊枪构件10设置在回转变位面板15面板的另一侧，与间隙检测构件11呈90°分布。内焊缝焊枪构件10包括设置固定在回转变位面板15上的十字电动滑台24、十字电动滑台24上的连杆固定件25、固定在连杆固定件25前端的内缝焊枪26。十字电动滑台24可以采用现有技术中的滑台，滚珠丝杠与直线滚动轴承组成的传动机构，无背系、精度高，由步进电机驱动，根据检测的数据进行摆动合成，使焊枪轨迹满足焊缝的焊接要求。步进电机采用北京何利时产品。连杆固定件25即为多根连续插接的连接杆构成，实现上端固定的内缝焊枪26能够多角度进行调整，以满足焊接角度要求。

参照图4和图5，固定台14前端面设置有端面跟踪构件16，包括固定在所述固定台14端面的十字丝杆滑台17，该十字丝杆滑台17可以采用机械原理，通过人为转动转动调节，在十字丝杆滑台17的前端面设置有连接架18，连接架18前端的面板上设置有一个滚动跟踪轮19，滚动跟踪轮19抵接于所述法兰端面，滚动跟踪轮19由于能够始终抵接在法兰外端面，保持时时紧贴状态。滚动跟踪轮19能够传递信号反馈给驱动气缸13，进而驱动气缸13根据端面实际情况能够控制整个安装板12的在安装台6上的位置关系，进而控制内焊缝焊枪构件10以及间隙检测构件11的位置，为焊接与检测提供统一零点，补偿工件放置位置的偏差。另一方面在该连接架18前端的面板还连接有一块导电刷27，为整个焊接系统同提供一个负极，以满足焊接要求，该导电刷27上设置有弹簧，同样能够始终抵接在法兰的端面上。

参照图1和图6，在安装板12相对于固定台14的另一侧设置有外焊缝焊枪构件9，固定在安装板12上的升降丝杆滑台35、设置在升降丝杆滑台35上的横向丝杆滑台36、设置在横向丝杆滑台36末端的纵向丝杆滑台37、上述三者丝杆滑台均通过PLC控制系统进行控制升降，以满足直管法兰的焊接方位要求，实现将设置在纵向丝杆滑台37上的管道外端面追踪构件38和设置在管道外端面追踪构件38上的外焊缝枪39初步定位在直管法兰外端面上。

参照图7和图8，管道外端面追踪构件38包括直接固定在纵向丝杆滑台37连接上的定位板40，定位板40水平设置，同时在定位板40上转动连接有一块转动板41、转动板41一端通过销轴转动连接在定位板40上，同时前端固定有一块过渡板41-1，在过渡板41-1上设置有用于径向跟踪的径向跟踪轮42，该径向跟踪轮42焊接时径向跟踪轮42压在管道外表面，随外管转动时时贴紧，焊接单元随工件自动上下调整，实现加强筋位置的浮动焊接，同时可补偿管道的椭圆外形及端面跳动对焊接的影响。在转动板41前端设置有一组带有具有导电功能的导电刷轮41-4，同样实现提供负极的作用。

继续参照图7和图8，定位板40上还设置有抵接于所述转动板41下端面的螺杆件43，通过调节螺杆件43的高度，实现转动板41的初始高度，同时仅仅是起到支撑作用，因而定位板40能够随着径向跟踪轮42的跳动而自由跳动。在转动板41上端还设置有十字电动滑板44，十字电动滑板44上的设置有连杆连接件45，外焊缝枪39连接在连杆连接件45前端。该十字电动滑板44和连杆连接件45结构与工作原理与上述的十字电动滑台24和连杆固定件25结构相同，作用相同。

参照8和图9，转动板41与十字电动滑板44之间设置有旋转板41-2以及调节座44-1，调节座44-1上滑移设置有调节块44-2，调节块44-2通过丝杆进行调节，调节块44-2上端周向分布有插接孔44-3，在十字电动滑板44下端设置固定有旋转板41-2，旋转板41-2下端周向分布有插接柱41-3，通过旋转板41-2与调节块44-2位置的调节，实现十字电动滑板44与转动板41之间角度的调节。两侧的安装台6上的焊接工位3上的结构基本对称设置，使得能够同时对直管法兰两端进行焊接，提高工作效率。

回到图1，另一方面送料工位2包括设置在固定架5两侧的直管输送构件8，包括多条纵向设置的以及横向设置的重轨50，多台横向输送小车51以及一台纵向输送小车52。送料工位2中的横向输送小车51和纵向输送小车52,可根据指令单机操作或双机联动。将待完成装配的直管法兰，送至纵向输送小车52上，纵向输送小车52送管完毕后横向输送小车51下降高度并自动回位至原材料料架取管位置，到位后小车升起进行取管，取管完毕自动横向行走将直管法兰送入设备上，然后小车下降将直管法兰放置在滚轮架7上，此时横向输送小车51停止，等待装配完毕后重复上述的供管及取管动作。

PLC控制系统控制采用的是现有技术中的台湾台达系列可编程控制器为核心的通讯系统，它主要由控制箱等部分组成控制箱由三菱人机界面即触摸屏完成设备的设定、调整、监视等功能，专机主要联动参数的设置有主控制箱设定。该设备具有可用户自定义的、开放的焊接程序专家库，提供角焊和对焊两种焊接模式50组程序可供选择，以满足上述设备的功能要求。以及上述各个丝杆滑台、电动滑台的升降模式均能够通过PLC程度单独控制，均可以采用现有中的成品，以及该工作原理均为现有技术，因而不再细细详述。

具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种直管法兰四枪焊接设备，其特征在于：包括置于地面的固定架(5)、两组滑移设置在所述固定架(5)上的安装台(6)；所述安装台(6)上滑移设置有安装板(12)，所述安装板(12)一端设置有固定台(14)，所述固定台(14)上转动连接有回转变位面板(15)，所述回转变位面板(15)上端安装有内焊缝焊枪构件(10)和间隙检测构件(11)。

2.根据权利要求1所述的一种直管法兰四枪焊接设备，其特征在于：所述固定台(14)上设置有转轴(14-1)，所述转轴(14-1)上端固定所述回转变位面板(15)，下端连接有转动组件。

3.根据权利要求2所述的一种直管法兰四枪焊接设备，其特征在于：所述转动组件包括设置在所述固定台(14)外侧的联动气缸(31)以及固定在所述转轴(14-1)下端的气缸过渡片(32)；所述联动气缸(31)前端设置有圆轴(31-1)，所述气缸过渡片(32)上开设有带有腰型孔(32-1)的连接片(32-2)，所述圆轴(31-1)插接位于所述腰型孔(32-1)内。

4.根据权利要求3所述的一种直管法兰四枪焊接设备，其特征在于：所述回转变位面板(15)下端面设置有定位块(33)，所述固定台(14)上端面设置有两块用于定位所述定位块(33)的限位块(34)。

5.根据权利要求4所述的一种直管法兰四枪焊接设备，其特征在于：所述安装板(12)上设置有用于连接所述固定台(14)下端的调节台(30)，所述调节台(30)包括设置在所述安装板(12)上的底座(30-1)、定位在所述底座(30-1)上的转动螺杆(30-2)、连接在所述转动螺杆(30-2)上且滑移设置在所述底座(30-1)上的连接板(30-3)，所述连接板(30-3)与所述固定台(14)下端固定。

6.根据权利要求5所述的一种直管法兰四枪焊接设备，其特征在于：所述转动螺杆(30-2)两端通过定位轴承(30-21)固定在所述底座(30-1)两端且一端设置有转动轮(30-22)；所述连接板(30-3)下端设置有与所述转动螺杆(30-2)连接的连接块(30-31)且两端设置有定位在底座(30-1)上的滑块(30-32)。

7.根据权利要求6所述的一种直管法兰四枪焊接设备，其特征在于：所述安装板(12)一侧连接有一台驱动气缸(13)；所述安装台(6)上设置有两条滑移轨(28)，所述安装板(12)下端设置有与所述滑移轨(28)连接的直线滑轨(29)。

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