CN215824534U - 一种管材焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管材焊接设备，包括底座、龙门梁、横梁、焊接装置和支撑装置，龙门梁安装于底座，横梁安装于龙门梁，焊接装置安装于横梁且位于支撑装置上方，支撑装置包括支撑座、支撑架和至少2个滚动支撑盘，支撑座安装于底座，支撑架和滚动支撑盘均安装于支撑座，支撑架转动连接有卡盘，滚动支撑盘转动连接有转动滚，转动滚的转动轴心与卡盘的转动轴心平行，转动滚的转动中心的高度低于卡盘的转动中心的高度。本实用新型取得的有益效果：在一台设备上能够对环形焊缝和直焊缝两种焊缝进行焊接，转动滚给工件提供支撑的作用，能方便地在工件的不同位置和角度上进行焊接，具有良品率高的优点。

Description

一种管材焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接设备的技术领域，具体涉及一种管材焊接设备。

背景技术

管材是常见的工程应用材料，随着国家加大基础设施建设，在建筑工程、石油化工、电力等行业大批量应用。常见大直径管材的加工及焊接多为环形焊缝或直焊缝，对管道的气密性有极高要求的领域如石油天然气输送及化工行业，所用管道的焊接加工多采用环形焊缝焊接成型的焊缝为闭合环形，气密性较好，其他对管道气密性要求相对较低的领域多采用直焊缝焊接，生产效率较高。

大直径管材焊接时，如采用人工焊接，存在焊接点需根据管件位置不断的变换焊接姿势，造成焊接难度较大焊接加工效率降低且焊接良品率不稳定。如采用环缝焊接机进行焊接时，需对焊接工件进行夹具固定，但在大直径薄壁管材焊接时，装夹会造成工件变形，造成焊接时产生气孔或是开裂。

公布号为CN105965162A的中国实用新型专利公开了一种机器人智能管口焊接装置，包括外轨道，所述外轨道上设置有双柱龙门架，所述双柱龙门架上安装有控制柜，所述双柱龙门架底座设置有龙门行走驱动装置，所述机器人焊接装置包括焊接机器人，所述焊接机器人悬挂安装于升降支座，所述焊接机器人的末端安装有激光器，所述升降支座与双柱龙门架横梁之间通过移动滑板连接，所述移动滑板上设置有横向驱动装置和升降驱动装置，所述横梁和升降支座上设置有齿条和导轨。上述已公开的实用新型专利虽然能够通过龙门架带动激光器移动，焊接机器人与工件相对移动，从而能在一定程度上方便对工件的不同位置进行焊接，但通过龙门架的调整焊接机器人的位置，只能在工件的一侧上调整，调整的范围局限性较大，造成不方便对工件的不同位置进行焊接的缺点。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种管材焊接设备，其包括底座、龙门梁、横梁、焊接装置和支撑装置，该管材焊接设备具有能方便地在工件的不同位置和角度上进行焊接的优点。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种管材焊接设备，包括底座、龙门梁、横梁、焊接装置和支撑装置，所述龙门梁安装于底座，所述横梁安装于龙门梁上，所述焊接装置安装于横梁且位于支撑装置上方，所述支撑装置包括支撑座、支撑架和至少2个滚动支撑盘，所述支撑座安装于底座上，所述滚动支撑盘安装于支撑座上，所述支撑架安装于支撑座的端部，所述支撑架转动连接有卡盘，所述滚动支撑盘转动连接有转动滚，所述转动滚的转动轴心与卡盘的转动轴心平行，所述转动滚的转动中心的高度低于卡盘的转动中心的高度。通过这样的设置：实现了在一台设备上能够对环形焊缝和直焊缝两种焊缝进行焊接。转动滚给工件提供支撑的作用，从而能有效提高工件的稳定性，能够适用于大直径薄壁管材，使工件在转动过程中更为稳定，起到提高加工精度的效果，具有良品率高的优点。能够在工件的不同位置和不同角度上对工件进行焊接，能将横焊、立焊和仰焊都转换为平焊，增大了大直径钢管道对接的焊接质量和效率，节约了成本，增加了安全性。

作为优选，所述支撑座与底座滑动连接，所述支撑座与底座之间设有驱动机构。通过这样的设置：通过底座带动支撑架、卡盘和工件移动，从而能够进一步对工件的不同位置进行焊接，具有方便对工件的不同位置进行焊接的优点。

作为优选，所述驱动机构包括安装座、第一驱动件和第一丝杆，所述第一驱动件固定安装于安装座上，所述第一丝杆与安装座转动连接且轴向卡接，所述第一丝杆与支撑座螺纹连接，所述第一驱动件的输出轴与第一丝杆固定连接。通过这样的设置：实现通过驱动机构带动支撑座在底座上水平滑动的功能。

作为优选，所述横梁与龙门梁竖向滑动连接，所述横梁与龙门梁之间设有升降机构。通过这样的设置：能够适用于更大管径的工件，并能够对多种壁厚的工件进行焊接，起到提高适用性的效果。

作为优选，所述升降机构包括第二丝杆和第二驱动件，所述第二丝杆与龙门梁转动连接且轴向卡接，所述第二丝杆与横梁螺纹连接，所述第二驱动件固定安装于龙门梁，所述第二驱动件的输出轴与第二丝杆螺纹连接。通过这样的设置：实现通过升降机构带动横梁在龙门梁上竖向移动的功能。

作为优选，所述焊接装置包括滑动座、关节臂机器人和激光焊接头，所述滑动座与横梁滑动连接，所述关节臂机器人安装于滑动座，所述激光焊接头安装于关节臂机器人。通过这样的设置：激光焊接头能够在工件的不同位置和角度上对工件进行焊接，起到方便对工件的不同位置进行焊接的优点。

作为优选，所述横梁固定连接有齿条，所述滑动座固定安装有第三驱动件，所述第三驱动件的输出轴固定安装有与齿条啮合的齿轮。通过这样的设置：实现驱动滑动座在横梁上滑动的功能，起到方便对工件的不同位置进行焊接的效果。

作为优选，所述支撑架内部安装有输出轴与卡盘连接的第四驱动件。通过这样的设置：具有方便从工件的不同位置和不同角度对工件进行焊接的优点。

作为优选，所述支撑座上表面设有多个第一卡槽和多个第二卡槽，所述第一卡槽的延伸方向与转动滚的转动轴心平行，所述滚动支撑盘固定连接有与第一卡槽配合的定位块，多个所述第一卡槽相互平行，多个所述第二卡槽相互平行，所述第一卡槽与第二卡槽垂直且连通。通过这样的设置：达到提高滚动支撑盘和转动滚的稳定性的作用，使转动滚能更为稳定地支撑工件，进一步提高工件的稳定性。

作为优选，还包括数控系统、第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器，所述数控系统分别与第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器和第四驱动器电性连接，所述第一驱动器电性连接有驱动支撑座在底座上移动的第一驱动件，所述第二驱动器电性连接有驱动横梁在龙门梁上移动的第二驱动件，所述第三驱动器电性连接有驱动焊接装置在横梁上移动的第三驱动件，所述第四驱动器电性连接有驱动卡盘在支撑架上转动的第四驱动件，所述数控系统与焊接装置电性连接。通过这样的设置：能够分别控制支撑座、横梁、焊接装置和卡盘运动并对工件进行焊接，并能够实现支撑座、横梁、焊接装置和卡盘同步运动的效果，能够在工件的不同位置和角度上进行焊接，从而起到方便加工的效果。

相对于现有技术，本实用新型取得了有益的技术效果：

1、通过转动卡盘带动工件转动，从而使焊接装置能够沿环形焊缝的轨迹对工件进行环形焊。通过在底座沿工件的长度方向上移动支撑座，带动工件相对于焊接装置移动，从而能够沿直焊缝的轨迹对工件进行焊接。实现了在一台设备上能够对环形焊缝和直焊缝两种焊缝进行焊接。

2、转动滚与工件抵接，通过卡盘装夹工件的两端，并利用转动滚给工件提供支撑的作用，从而能有效提高工件的稳定性，能够适用于大直径薄壁管材，使工件在转动过程中更为稳定，起到提高加工精度的效果，具有良品率高的优点。

3、转动卡盘，带动工件旋转，工件在旋转过程中，转动滚能随工件的旋转而旋转，保证转动滚能在工件旋转过程中稳定地支撑工件，从而能方便地在工件的不同位置和角度上进行焊接，能将横焊、立焊和仰焊都转换为平焊，增大了大直径钢管道对接的焊接质量和效率，节约了成本，增加了安全性。

4、能够分别控制支撑座、横梁、焊接装置和卡盘运动并对工件进行焊接，并能够实现支撑座、横梁、焊接装置和卡盘同步运动的效果，能够在工件的不同位置和角度上进行焊接，从而起到方便加工的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例1中一种管材焊接设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例1关于图1中A部的局部放大示意图；

图3是本实用新型实施例2中第二丝杆和第二驱动件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例2中数控系统的电路连接结构示意图。

其中，各附图标记所指代的技术特征如下：11、底座；12、龙门梁；13、横梁；14、第二丝杆；15、第二驱动件；21、滑动座；22、关节臂机器人；23、激光焊接头；24、齿条； 25、齿轮；26、第三驱动件；31、支撑座；32、第一丝杆；33、第一驱动件；34、第一卡槽；35、第二卡槽；36、安装座；41、支撑架；42、卡盘；43、第四驱动件；51、滚动支撑盘；52、转动滚；53、定位块；61、数控系统；62、第一驱动器；63、第二驱动器；64、第三驱动器；65、第四驱动器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

实施例1：

参考图1和图2，一种管材焊接设备，包括底座11、龙门梁12、横梁13、焊接装置和支撑装置，龙门梁12安装于底座11上，横梁13安装于龙门梁12上，焊接装置安装于横梁13且位于支撑装置上方，横梁13与龙门梁12竖向滑动连接。

支撑装置包括支撑座31、支撑架41和多个滚动支撑盘51，支撑架41共设置2个，多个滚动支撑盘51位于2个支撑架41之间，支撑座31安装于底座11上，滚动支撑盘51均安装支撑座31上，2个支撑架41分别安装在支撑座31的两端，支撑架41转动连接有卡盘 42。滚动支撑盘51转动连接有转动滚52，转动滚52的转动轴心与卡盘42的转动轴心平行，转动滚52的转动中心的高度低于卡盘42的转动中心的高度。支撑座31与底座11滑动连接，支撑座31与底座11之间设有驱动机构，驱动机构包括安装座36、第一驱动件33和第一丝杆32，第一驱动件33为固定安装于安装座36上的第一伺服电机，第一丝杆32与安装座36转动连接且轴向卡接，第一丝杆32与支撑座31螺纹连接，第一驱动件33的输出轴与第一丝杆32固定连接。支撑座31上表面设有多个第一卡槽34和多个第二卡槽35，第一卡槽34的延伸方向与转动滚52的转动轴心平行，滚动支撑盘51固定连接有与第一卡槽34 配合的定位块53，多个第一卡槽34相互平行，多个第二卡槽35相互平行，第一卡槽34与第二卡槽35垂直且连通。

焊接装置包括滑动座21、关节臂机器人22和激光焊接头23，激光焊接头23用于焊接工件，实现焊接的功能。滑动座21与横梁13滑动连接，关节臂机器人22安装于滑动座21，激光焊接头23安装于关节臂机器人22。横梁13固定连接有齿条24，滑动座21固定安装有第三驱动件26，第三驱动件26为第三伺服电机，第三驱动件26的输出轴固定安装有与齿条24啮合的齿轮25。

具体工作过程：

通过卡盘42夹持工件的端部，并通过转动滚52在2个卡盘42之间给工件提供支撑的作用。通过位于工件上方的激光焊接头23对工件进行焊接，从而实现焊接的功能。在焊接的过程中，通过在支撑架41上转动卡盘、在底座11上移动支撑座31、在龙门梁12上移动横梁13、在横梁13上移动滑动座21以关节臂机器人的运动，使激光焊接头23与工件相对运动，并使激光焊接头23能够在工件的不同位置和不同角度上进行焊接。

本实施例具有以下优点：

环形焊缝沿工件的周向延伸，通过转动卡盘42带动工件转动，从而使焊接装置能够沿环形焊缝的轨迹对工件进行环形焊。直焊缝沿工件的长度方向延伸，通过在底座11沿工件的长度方向上移动支撑座31，带动工件相对于焊接装置移动，从而能够沿直焊缝的轨迹对工件进行焊接。实现了在一台设备上能够对环形焊缝和直焊缝两种焊缝进行焊接。

将工件安装在卡盘42上，转动滚52与工件抵接，通过卡盘42装夹工件的两端，并利用转动滚52给工件提供支撑的作用，从而能有效提高工件的稳定性，能够适用于大直径薄壁管材，使工件在转动过程中更为稳定，起到提高加工精度的效果，具有良品率高的优点。通过在支撑座31上转动卡盘42，带动工件旋转，工件在旋转过程中，转动滚52能随工件的旋转而旋转，保证转动滚52能在工件旋转过程中稳定地支撑工件，从而能方便地在工件的不同位置和角度上进行焊接，能通过激光焊接头23和工件的相对运动将横焊、立焊和仰焊都转换为平焊，增大了大直径钢管道对接的焊接质量和效率，节约了成本，增加了安全性。

在支撑座31上水平滑动底座11，通过底座11带动支撑架41、卡盘42和工件移动，使焊接装置能够与工件相对运动，从而能够进一步对工件的不同位置进行焊接，具有方便对工件的不同位置进行焊接的优点。

利用龙门梁12上的激光焊接头23配合滑动座21的移动及关节臂机器人22的运动实现圆管与矩形管的焊接。

第一驱动件33带动第一丝杆32转动，第一丝杆32在转动过程中驱动与其螺纹连接的支撑座31移动，从而实现通过驱动机构带动支撑座31在底座11上水平滑动的功能。

通过升降机构驱使横梁13在龙门梁12上竖向移动，从而能够适用于更大管径的工件，并能够对多种壁厚的工件进行焊接，起到提高适用性的效果。

通过关节臂机器人22带动激光焊接头23移动，调整激光焊接头23的位置和角度，使激光焊接头23能够在工件的不同位置和角度上对工件进行焊接，起到方便对工件的不同位置进行焊接的优点。

第三驱动件26带动齿轮25转动，使齿轮25相对于与其啮合的齿条24移动，并带动滑动座21在横梁13上移动，从而实现驱动滑动座21在横梁13上滑动的功能，并带动焊接装置相对于工件移动，从而能对工件的不同位置进行焊接加工，起到方便对工件的不同位置进行焊接的效果。

通过第四伺服电机驱动卡盘42和工件转动，从而起到方便转动工件的效果，具有方便从工件的不同位置和不同角度对工件进行焊接的优点。

将滚动支撑盘51放置在支撑座31上，并将定位块53卡入第一卡槽34，起到对滚动支撑盘51限位的作用，并通过第二卡槽35的设置，起到增加滚动支撑盘51与支撑座31之间的摩擦力的作用，达到提高滚动支撑盘51和转动滚52的稳定性的作用，使转动滚52能更为稳定地支撑工件，进一步提高工件的稳定性。

实施例2：

参考图3，一种管材焊接设备，其与实施例1的区别在于：横梁13与龙门梁12之间设有升降机构，升降机构包括第二丝杆14和第二驱动件15，第二丝杆14与龙门梁12转动连接且轴向卡接，第二丝杆14与横梁13螺纹连接，第二驱动件15为固定安装于龙门梁12 的第二伺服电机，第二驱动件15的输出轴与第二丝杆14螺纹连接。

参考图4，还包括数控系统61、第一驱动器62、第二驱动器63、第三驱动器64和第四驱动器65，在本实施例中，第一驱动器62、第二驱动器63、第三驱动器64和第四驱动器65均采用伺服电机驱动器。数控系统61分别与第一驱动器62、第二驱动器63、第三驱动器64和第四驱动器65电性连接。第一驱动器62与第一驱动件33电性连接，第一驱动件33驱动支撑座31在底座11上移动。第二驱动器63与第二驱动件15电性连接，第二驱动件15驱动横梁13在龙门梁12上移动。第三驱动器64与第三驱动件26电性连接，第三驱动件26驱动焊接装置在横梁13上移动。支撑架内部安装有输出轴与卡盘连接的第四驱动件43，第四驱动件43为第四伺服电机。第四驱动器65与第四驱动件43电性连接，第四驱动件43驱动卡盘42在支撑架41上转动。数控系统61分别与关节臂机器人22和激光焊接头23电性连接。

本实施例具有以下优点：

第二驱动件15带动第二丝杆14转动，第二丝杆14在转动过程中驱动与其螺纹连接的横梁13竖向移动，从而能够实现通过升降机构带动横梁13在龙门梁12上竖向移动的功能。

数控系统61分别控制第一驱动器62、第二驱动器63、第三驱动器64和第四驱动器65，使第一驱动器62、第二驱动器63、第三驱动器64和第四驱动器65分别第一驱动件33、第二驱动件15、第三驱动件26和第四驱动件43工作，从而能够分别控制支撑座31、横梁13、焊接装置和卡盘42运动并对工件进行焊接，并能够实现支撑座31、横梁13、焊接装置和卡盘42同步运动的效果，能够在工件的不同位置和角度上进行焊接，从而起到方便加工的效果。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种管材焊接设备，包括底座(11)、龙门梁(12)、横梁(13)、焊接装置和支撑装置，所述龙门梁(12)安装于底座(11)上，所述横梁(13)安装于龙门梁(12)上，所述焊接装置安装于横梁(13)且位于支撑装置上方，其特征在于：所述支撑装置包括支撑座(31)、支撑架(41)和至少2个滚动支撑盘(51)，所述支撑座(31)安装于底座(11)上，所述滚动支撑盘(51)安装于支撑座(31)上，所述支撑架(41)安装于支撑座(31)的端部，所述支撑架(41)转动连接有卡盘(42)，所述滚动支撑盘(51)转动连接有转动滚(52)，所述转动滚(52)的转动轴心与卡盘(42)的转动轴心平行，所述转动滚(52)的转动中心的高度低于卡盘(42)的转动中心的高度。

2.根据权利要求1所述的管材焊接设备，其特征在于：所述支撑座(31)与底座(11)滑动连接，所述支撑座(31)与底座(11)之间设有驱动机构。

3.根据权利要求2所述的管材焊接设备，其特征在于：所述驱动机构包括安装座(36)、第一驱动件(33)和第一丝杆(32)，所述第一驱动件(33)固定安装于安装座(36)上，所述第一丝杆(32)与安装座(36)转动连接且轴向卡接，所述第一丝杆(32)与支撑座(31)螺纹连接，所述第一驱动件(33)的输出轴与第一丝杆(32)固定连接。

4.根据权利要求1所述的管材焊接设备，其特征在于：所述横梁(13)与龙门梁(12)竖向滑动连接，所述横梁(13)与龙门梁(12)之间设有升降机构。

5.根据权利要求4所述的管材焊接设备，其特征在于：所述升降机构包括第二丝杆(14)和第二驱动件(15)，所述第二丝杆(14)与龙门梁(12)转动连接且轴向卡接，所述第二丝杆(14)与横梁(13)螺纹连接，所述第二驱动件(15)固定安装于龙门梁(12)，所述第二驱动件(15)的输出轴与第二丝杆(14)螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的管材焊接设备，其特征在于：所述焊接装置包括滑动座(21)、关节臂机器人(22)和激光焊接头(23)，所述滑动座(21)与横梁(13)滑动连接，所述关节臂机器人(22)安装于滑动座(21)上，所述激光焊接头(23)安装于关节臂机器人(22)上。

7.根据权利要求6所述的管材焊接设备，其特征在于：所述横梁(13)固定连接有齿条(24)，所述滑动座(21)固定安装有第三驱动件(26)，所述第三驱动件(26)的输出轴固定安装有与齿条(24)啮合的齿轮(25)。

8.根据权利要求1所述的管材焊接设备，其特征在于：所述支撑架(41)内部安装有输出轴与卡盘(42)连接的第四驱动件(43)。

9.根据权利要求1所述的管材焊接设备，其特征在于：所述支撑座(31)上表面设有多个第一卡槽(34)和多个第二卡槽(35)，所述第一卡槽(34)的延伸方向与转动滚(52)的转动轴心平行，所述滚动支撑盘(51)固定连接有与第一卡槽(34)配合的定位块(53)，多个所述第一卡槽(34)相互平行，多个所述第二卡槽(35)相互平行，所述第一卡槽(34)与第二卡槽(35)垂直且连通。

10.根据权利要求1所述的管材焊接设备，其特征在于：还包括数控系统(61)、第一驱动器(62)、第二驱动器(63)、第三驱动器(64)和第四驱动器(65)，所述数控系统(61)分别与第一驱动器(62)、第二驱动器(63)、第三驱动器(64)和第四驱动器(65)电性连接，所述第一驱动器(62)电性连接有驱动支撑座(31)在底座(11)上移动的第一驱动件(33)，所述第二驱动器(63)电性连接有驱动横梁(13)在龙门梁(12)上移动的第二驱动件(15)，所述第三驱动器(64)电性连接有驱动焊接装置在横梁(13)上移动的第三驱动件(26)，所述第四驱动器(65)电性连接有驱动卡盘(42)在支撑架(41)上转动的第四驱动件(43)，所述数控系统(61)与焊接装置电性连接。

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