CN213257791U - 组对旋转焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种组对旋转焊接设备，包括支撑体、固定于所述支撑体上的法兰定位机构、管件定位机构、将待焊接的管件和法兰进行组对的涨紧组对机构、与所述涨紧组对机构相配合以驱动组对后的管件和法兰旋转的回转驱动机构、焊接管件和法兰的焊枪组件、控制系统和电源，所述涨紧组对机构、所述回转驱动机构、所述焊枪组件均与所述控制系统通讯连接。

Description

组对旋转焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种法兰和管件对接一次加工完成的组装焊接组对旋转焊接设备。

背景技术

一般法兰与管件的对接焊接，为保证焊接质量的要求，都要先进行组对点焊，再对两端加装堵头或背部拖罩充气的状态下方可实施旋转焊接。组对与焊接分两个工序，加工时间长，效率低。

管件组对时要对组对间隙和组对错边量进行一定的控制，以满足允许的范围内施焊。由于法兰为机加工件，管件为卷管成型件，其同一规格高颈法兰和管件，在直径方向的圆度是不完全相同的。在组对时，两者之间的对位需要旋转移动多个位置，并标识最佳组对尺寸方可点焊紧固。这种过程对操作人员的经验要求较高，组对过程时间长，效率低，容易造成焊接质量的不稳定。

预点焊的方式容易导致组对后的错边量和间隙达不到焊接质量要求，易导致焊后管件返工修复。组对点焊后的工件在焊接过程中，由于点焊的拘束度影响，容易导致焊点崩裂，失去点焊作用，造成焊接间隙过大的焊漏或焊穿，影响焊接质量。

有鉴于此，有必要提供一种改进的组对旋转焊接设备，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种法兰和管件对接一次加工完成的组装组对旋转焊接设备。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种组对旋转焊接设备，包括支撑体、固定于所述支撑体上的法兰定位机构、管件定位机构，所述组对旋转焊接设备还包括位于所述支撑体上且用以将待焊接的管件和法兰进行组对的涨紧组对机构、与所述涨紧组对机构相配合以驱动组对后的管件和法兰旋转的回转驱动机构、用以焊接管件和法兰的焊枪组件、控制系统和电源，所述法兰定位机构、所述管件定位机构、所述涨紧组对机构、所述回转驱动机构、所述焊枪组件均与所述控制系统通讯连接。

进一步地，所述管件定位机构包括用以传输待焊接管件的传输带、与所述传输带方向相垂直的滑轨、滑动连接于所述滑轨上的至少两个升降顶升装置。

进一步地，所述法兰定位机构包括用以固定法兰的挂盘、与所述挂盘相固定的导杆导套、作用于所述导杆导套以驱动所述挂盘靠近或远离所述管件定位机构的顶紧气缸。

进一步地，所述定位块和所述旋转压板通过所述定位孔固定于所述挂盘上。所述法兰定位机构还包括若干定位块和若干旋转压板，所述挂盘上具有至少一组沿径向分布用以安装所述定位块和/或所述旋转压板的定位孔。

进一步地，所述涨紧组对机构包括：驱动单元；连杆单元，包括由所述驱动单元驱动同步移动的若干连杆、限位所述连杆向外扩张或向内收拢的限位盘；固定于所述连杆的外侧端的涨紧块，驱动单元驱动若干连杆带动所述涨紧块沿所述限位盘的径向同步移动。

进一步地，所述驱动单元包括气缸、气阀组件及连接块，所述连杆单元与所述连接块转动连接；所述连杆单元还包括与所述连接块沿圆周方向转动连接的滑动块，若干连杆与所述滑动块转动连接；所述连杆包括与所述滑动块转动连接的转动连杆、与所述转动连杆远离所述滑动块的一端转动连接的顶紧杆，所述顶紧杆与所述限位盘相配合以沿所述限位盘的径向移动，所述涨紧块连接于所述顶紧杆远离所述转动连杆的一端；所述限位盘具有沿径向延伸的限位条、滑动连接于所述限位条上的限位块；所述顶紧杆固定于所述限位块上。

进一步地，所述回转驱动机构包括驱动电机、与驱动电机的输出轴的齿轮相啮合的回转支撑体，所述回转支撑体的安装面与所述涨紧组对机构相固定。

进一步地，所述回转支撑体的安装面与所述限位盘相固定。

进一步地，所述焊枪组件包括固定于所述支撑体上用以在管件外焊接法兰与管件的外焊枪组件、固定于所述支撑体上用以在管件内焊接法兰与管件的内焊枪组件。

进一步地，所述支撑体包括支撑板、位于所述支撑板上的箱体，所述外焊枪组件设置于所述箱体的顶部，所述内焊枪组件设置于所述支撑体背离所述管件定位机构的一侧的所述支撑板上，且所述内焊枪组件的枪头穿过所述支撑体至于所述支撑体朝向所述管件定位机构的一侧。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的组对旋转焊接设备，通过涨紧组对机构对带焊接的法兰和管件进行组对涨紧，提高了组对效率和精准性；无需点焊即可通过回转驱动机构、焊枪组件进行焊接，大大提高了焊接质量和焊接效率。

附图说明

图1是本实用新型一较佳实施例的组对旋转焊接设备的立体图；

图2是图1中A的局部放大图；

图3是图1中组对旋转焊接设备的部分结构示意图；

图4是图3中B的局部放大图；

图5是图3中C的局部放大图；

图6是图3去除电源后于另一角度的示意图；

图7是图6的分解图；

图8是图6的另一分解图；

图9是涨紧组对机构与管件和法兰的配合示意图；

图10是图9于另一角度的示意图；

图11是图10沿D-D方向的剖视图；

图12是涨紧组对机构的立体图；

图13是图12的沿E-E方向的剖视图；

图14是图12的分解图；

图15是涨紧组对机构去除限位盘后的另一分解图。

其中，100-组对旋转焊接设备，1-支撑体，2-法兰定位机构，21-挂盘，22-导杆导套，23-定位块，24-旋转压板；3-管件定位机构，31-传输带，32-滑轨，33-升降顶升装置；4-涨紧组对机构,41-驱动单元，411-气缸，412-连接块；42-连杆单元，420-滑动块，421-连杆，4211-转动连杆，4212-顶紧杆，422-限位盘，43-涨紧块，431-限位条，432-限位块；5-回转驱动机构；6-焊枪组件，61-外焊枪组件，62-内焊枪组件；7-电源；M-管件，N-法兰。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本实用新型的主题的基本结构。

请参阅图1～图15所示，为本实用新型较佳实施例的组对旋转焊接设备100，包括法兰定位机构2、管件定位机构3、将待焊接的管件M和法兰N进行组对的涨紧组对机构4、与所述涨紧组对机构4相配合以驱动组对后的管件M和法兰N旋转的回转驱动机构5、焊接管件M和法兰N连接处的焊枪组件6、控制系统和电源7。通常情况下，控制系统和电源7设置在一起，便于布线。

当然，所述组对旋转焊接设备100还包括支撑体1，用以支撑法兰定位机构2、涨紧组对机构4、回转驱动机构5和焊枪组件6。本实施例中，所述支撑体1包括支撑板、位于支撑板上的箱型的箱体，箱体采用金属板材拼焊加工而成，在支撑上述部件的同时，也对它们起到保护作用。

所述法兰定位机构2包括用以固定待焊接法兰N的挂盘21、与所述挂盘21相固定的导杆导套22、作用于所述导杆导套22以驱动所述挂盘21靠近或远离所述管件定位机构3的顶紧气缸。其中，所述导杆导套22可以为与所述顶紧气缸相连接的单独的结构，也可以为顶紧气缸的一部分。法兰N可以通过任意可拆卸的方式悬挂固定于所述挂盘21上，例如通过螺钉固定。

进一步地，所述法兰定位机构2还包括若干定位块23和若干旋转压板24，方向法兰N的拆装；所述挂盘21上具有至少一组沿径向分布用以安装所述定位块23和/或所述旋转压板24的定位孔；通过将所述定位块23和/或所述旋转压板24安装以不同的定位孔处调整其在所述挂盘21上的位置，以悬挂固定不同直径的法兰N。

具体使用过程为：在所述管件定位机构3将管件传输至焊接工位时，根据待焊接法兰N的尺寸固定若干定位块23和若干旋转压板24；然后将法兰N置于若干定位块23的内侧，此时若干定位块23从法兰N的外周侧对其进行夹持定位；再旋转所述旋转压板24将法兰N与所述挂盘21相固定，操作简单。启动所述顶紧气缸，通过所述导杆导套22推动所述挂盘21朝向所述管件定位机构3移动，使得法兰N套与管件M对接，例如本实施例中，法兰N套设于管件M端部的外侧，并通过所述涨紧组对机构4的涨紧作用使得法兰N与管件M实现组对和预固定；然后反向旋转所述旋转压板24释放法兰N，再启动顶紧气缸反向拉动所述挂盘21远离所述管件定位机构3，所述法兰N与所述法兰定位机构2脱离。

所述管件定位机构3包括传输待焊接管件M的传输带31、与所述传输带31方向相垂直的滑轨32、滑动连接于所述滑轨32上的至少两个升降顶升装置33。所述升降顶升装置33与所述法兰定位机构2相对应，在所述法兰定位机构2将法兰N传输至焊接工位时，待焊接管件M通过所述传输带31移动至其待焊接端与待焊接法兰N相对应的位置处，所述升降顶升装置33逐渐上升并将待焊接管件M顶升至管件M的待焊接面与法兰N同心，然后通过所述顶升机构沿所述滑轨32移动，使得管件M朝向所述法兰定位机构2移动，实现待焊接管件M与法兰N的定位。

本领域技术人员可以理解的是，可以调节焊接管件M与法兰N中的一个或两个朝向对方移动，均可以实现两者的组对。

所述涨紧组对机构4包括驱动单元41、由所述驱动单元41驱动同步移动的连杆单元42、与所述连杆单元42相连接的涨紧块43。

所述驱动单元41是实现涨紧组对机构4移动行程和涨紧力的装置，采用气动元件，包括气缸411、气阀组件及连接块412。所述气缸411包括缸体、于所述缸体内移动的活塞、与所述活塞连通的活塞杆，所述连接块412固定于所述活塞杆背离所述活塞的一端，所述连杆单元42与所述连接块412转动连接。

所述气缸411工作时，所述连接块412远离或靠近所述气缸411，从而驱动所述连杆单元42向外扩张或向内收拢，实现涨紧组对机构4的涨紧和松开。

所述连杆单元42是实现径向移动的运动执行机构，其包括由所述驱动单元41驱动同步移动的若干连杆421、限位所述连杆421向外扩张或向内收拢的限位盘422，涨紧块43固定于所述连杆421的外侧端。

进一步地，所述连杆单元42还包括通过轴承与所述连接块412沿圆周方向转动连接的滑动块420，若干连杆421与所述滑动块420转动连接以向外扩张或向内朝向所述滑动块420收拢，因此所述连杆单元42可以随着工件一起转动。

焊接前，当管件M和法兰N定位后，气缸411推进，所述连杆单元42的若干连杆421向外张开，带动涨紧块43沿所述限位盘422的径向向外移动顶紧工件，实现涨紧；且在所述回转驱动机构5带动工件转动时，所述组对涨紧机构4随着工件一起转动。焊接完成后，气缸411退回，所述若干连杆421向内缩回，所述涨紧块43沿限位盘422径向向内移动与工件脱离，实现松开。所述连杆单元42的行程和受力按照工件的尺寸设计。

一具体实施例中，所述连杆421包括与所述滑动块420转动连接的转动连杆4211、与所述转动连杆4211远离所述滑动块420的一端转动连接的顶紧杆4212，所述顶紧杆4212与所述限位盘422相配合并沿所述限位盘422的径向移动，所述涨紧块43连接于所述顶紧杆4212远离所述转动连杆4211的一端。

所述限位盘422设置有沿径向延伸的限位条431、滑动连接于所述限位条431上的限位块432；所述顶紧杆4212通过固定板或直接地固定于所述限位块432上。在气缸411推进动作时，所述滑动块420向前移动，受所述限位块432沿所述限位条431移动的制约，所述转动连杆4211转动使得远离所述连接块412的一端向外移动，所述顶紧杆4212带动所述涨紧块43向外移动，顶紧工件。

所述顶紧杆4212与所述涨紧块43之间采用台阶止口面定位并通过螺钉连接紧固。所述涨紧块43是实现与工件贴合顶紧的受力支撑件，所述涨紧块43与连杆单元42的顶紧杆4212通过螺钉连接，方便满足不同规格管件M的涨紧块43更换。

为确保与工件之间的贴合涨紧，所述涨紧块43的外端面为弧面，且该弧面与管件M的弧面一致。所述涨紧块43的宽度设计为适合焊接要求的尺寸。在顶部涨紧块43，中间需要加工一段角度为槽口，便于管件M背部焊缝余高不干涉工件旋转。

本实施例中，所述驱动单元41位于所述限位盘422上未设置限位条431的一侧，所述限位盘422的中间具有供所述滑动块420、所述转动连杆4211沿所述限位盘422的轴向移动的让位孔。

所述回转驱动机构5是驱动管件M的旋转，实现焊接、打磨及检测等工序要求。所述回转驱动机构5包括驱动电机、设置于所述支撑体1上且与驱动电机的输出轴齿轮相啮合的回转支撑体，所述回转支撑体的安装面与所述限位盘422相固定，以驱动所述限位盘422转动，进而通过所述连杆421、所述涨紧块43带动组对涨紧后的管件M和法兰N转动。

所述管件定位机构3、所述涨紧组对机构4、所述回转驱动机构5、所述焊枪组件6均与所述控制系统通讯连接，以实现自动化对准、组对和旋转焊接。

所述焊枪组件6包括固定于所述支撑体1上的外焊枪组件61和内焊枪组件62；从内外两侧对工件进行焊接。其中，所述外焊枪组件61固定于所述箱体的顶部，焊枪的枪头正对管件M外壁与法兰N的连接处，从管件M外焊接所述法兰N与所述管件M。所述内焊枪组件62固定于所述箱体1背离管件M的一侧的支撑板上，焊枪的枪头穿过所述箱体1伸入管件M内从内侧焊接管件M与法兰N。外焊枪组件61和内焊枪组件62均采用现有技术中的结构，于此不再赘述。

本实用新型的组对旋转焊接设备100的使用方法为，通过所述法兰定位机构2定位法兰N，通过管件定位机构3移动并定位管件M，使法兰N与管件M按照预定的焊接方案对接；启动涨紧组对机构4对待焊接的管件M和法兰N同时涨紧实现组对，检查管件M和法兰N的组对间隙和错边量，符合焊接条件后，驱动所述回转驱动机构5和所述焊枪组件6，实现焊接。该过程中，所述控制系统对其他各部件的作业起到控制作用，电源7给其他各部件供电。

综上所述，本实用新型的组对旋转焊接设备100，通过涨紧组对机构4对带焊接的法兰N和管件M进行组对涨紧，提高了组对效率和精准性；无需点焊即可通过回转驱动机构5、焊枪组件6进行焊接，大大提高了焊接质量和焊接效率。

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正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)

1.一种组对旋转焊接设备，包括支撑体、固定于所述支撑体上的法兰定位机构、管件定位机构，其特征在于，所述组对旋转焊接设备还包括位于所述支撑体上且用以将待焊接的管件和法兰进行组对的涨紧组对机构、与所述涨紧组对机构相配合以驱动组对后的管件和法兰旋转的回转驱动机构、用以焊接管件和法兰的焊枪组件、控制系统和电源，所述法兰定位机构、所述管件定位机构、所述涨紧组对机构、所述回转驱动机构、所述焊枪组件均与所述控制系统通讯连接。

2.根据权利要求1所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：所述管件定位机构包括用以传输待焊接管件的传输带、与所述传输带方向相垂直的滑轨、滑动连接于所述滑轨上的至少两个升降顶升装置。

3.根据权利要求1所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：所述法兰定位机构包括用以固定法兰的挂盘、与所述挂盘相固定的导杆导套、作用于所述导杆导套以驱动所述挂盘靠近或远离所述管件定位机构的顶紧气缸。

4.根据权利要求3所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：所述法兰定位机构还包括若干定位块和若干旋转压板，所述挂盘上具有至少一组沿径向分布用以安装所述定位块和/或所述旋转压板的定位孔；所述定位块和所述旋转压板通过所述定位孔固定于所述挂盘上。

5.根据权利要求1所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：所述涨紧组对机构包括：

驱动单元；

连杆单元，包括由所述驱动单元驱动同步移动的若干连杆、限位所述连杆向外扩张或向内收拢的限位盘；

固定于所述连杆的外侧端的涨紧块，驱动单元驱动若干连杆带动所述涨紧块沿所述限位盘的径向同步移动。

6.根据权利要求5所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：

所述驱动单元包括气缸、气阀组件及连接块，所述连杆单元与所述连接块转动连接；

所述连杆单元还包括与所述连接块沿圆周方向转动连接的滑动块，若干连杆与所述滑动块转动连接；所述连杆包括与所述滑动块转动连接的转动连杆、与所述转动连杆远离所述滑动块的一端转动连接的顶紧杆，所述顶紧杆与所述限位盘相配合以沿所述限位盘的径向移动，所述涨紧块连接于所述顶紧杆远离所述转动连杆的一端；所述限位盘具有沿径向延伸的限位条、滑动连接于所述限位条上的限位块；所述顶紧杆固定于所述限位块上。

7.根据权利要求5或6所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：所述回转驱动机构包括驱动电机、与驱动电机的输出轴的齿轮相啮合的回转支撑体，所述回转支撑体的安装面与所述涨紧组对机构相固定。

8.根据权利要求7所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：所述回转支撑体的安装面与所述限位盘相固定。

9.根据权利要求1所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：所述焊枪组件包括固定于所述支撑体上用以在管件外焊接法兰与管件的外焊枪组件、固定于所述支撑体上用以在管件内焊接法兰与管件的内焊枪组件。

10.根据权利要求9所述的组对旋转焊接设备，其特征在于：所述支撑体包括支撑板、位于所述支撑板上的箱体，所述外焊枪组件设置于所述箱体的顶部，所述内焊枪组件设置于所述支撑体背离所述管件定位机构的一侧的所述支撑板上，且所述内焊枪组件的枪头穿过所述支撑体至于所述支撑体朝向所述管件定位机构的一侧。

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