CN216607824U - 一种薄壁圆管焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种薄壁圆管焊接设备，包括机台；工作夹具模块，包括夹持旋转模组和定心轮模组，通过直线导轨设置在机台上，用于承载圆管产品并带动其转动；焊接补偿模块，通过X轴运动模组设置在机台上且位于直线导轨的一侧，包括焊接模组和视觉补偿模组，焊接模组通过Z轴运动机构设置在X轴运动模组上，用于对工作夹具模块上的圆管产品进行焊接，视觉补偿模组用于对焊接模组的位置进行调整。具备稳定的产品夹具和焊接补偿功能，对提高企业流水线生产效率具有很大的进步意义。

Description

一种薄壁圆管焊接设备

技术领域

本实用新型应用在激光领域，具体涉及一种薄壁圆管焊接设备。

背景技术

圆管多用于管道、热工设备、机械工业、石油地质钻探、容器、化学工业和特殊用途等，传统的圆管焊接多采用人工，现有取代人力的焊接设备多种多样，应对不同的焊接工件，焊接设备的结构、运动方式以及辅助部件都要有所不同，在圆管焊接过程中，需要进行旋转，焊接的精准度很容易受到圆管稳定性的影响，以及圆管本身不圆度的问题也会导致焊接的精准度，因此现有设备中很容易出现焊缝偏差的情况，且该偏差只能等到圆管全部焊接完成后才被发现，没办法补救且影响整体圆管焊接质量，从而降低焊接生产的良率。

发明内容

鉴于以上，本实用新型提供一种薄壁圆管焊接设备，具备稳定的产品夹具和焊接补偿功能，对提高企业流水线生产效率具有很大的进步意义。

具体技术方案如下：

一种薄壁圆管焊接设备，其特征在于：

包括机台；

工作夹具模块，包括夹持旋转模组和定心轮模组，通过直线导轨设置在机台上，用于承载圆管产品并带动其转动；

焊接补偿模块，通过X轴运动模组设置在机台上且位于直线导轨的一侧，包括焊接模组和视觉补偿模组，焊接模组通过Z轴运动机构设置在X轴运动模组上，用于对工作夹具模块上的圆管产品进行焊接，视觉补偿模组用于对焊接模组的位置进行调整；

控制模块，与工作夹具模块、焊接补偿模块电性连接。

进一步，所述焊接模组包括焊接头，所述焊接头设置在Z轴运动机构上，并可在Z轴运动机构的带动下进行竖直升降运动；所述焊接头侧边设置有定位相机。

进一步，所述视觉补偿模组包括焊缝跟踪定位相机和焊缝焦距补偿传感器，二者通过支撑固定部件设置在X轴运动模组上，焊缝跟踪定位相机的镜头垂直对准圆管产品方向，焊缝焦距补偿传感器位于焊缝跟踪定位相机的上方。

进一步，所述夹持旋转模组包括旋转伺服马达、三爪气缸和顶头气缸，旋转伺服马达和顶头气缸通过运动座设置在所述直线导轨的两端，三爪气缸连接旋转伺服马达，并可在旋转伺服马达的驱动下进行旋转。

进一步，所述三爪气缸的端部还连接有气动滑环。

进一步，所述定心轮模组包括下支撑轮组和上压轮，下支撑轮组通过安装座设置在所述直线导轨上，下支撑轮组为两个相对而设的滚轮；所述上压轮通过连接杆活动的连接在所述安装座的一端，所述连接杆连接夹持气缸，带动上压轮在下支撑轮组上方运动。

进一步，所述下支撑轮组下端连接下支撑轮调节机构，可调节下支撑轮组中的两个滚轮进行相对靠近和远离的运动。

进一步，所述定心轮模组位于旋转伺服马达和顶头气缸之间。

本实用新型的薄壁圆管焊接设备，针对金属圆管的环缝焊接，配置了高精度和高稳定性的旋转焊接治具，保证了产品旋转过程的平稳，而且具有焊缝补偿模块，即使产品的焊接位置有偏差，此模块也可有效进行检测补正处理，从而可以更好的保证焊缝的准确性，提高圆管焊接的成品良率。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中进一步给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1所示为薄壁圆管焊接设备的整体结构示意图；

图2所示为定心轮模组的结构示意图。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言，是可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义的。

如图1，本实施例的一种薄壁圆管焊接设备，包括机台1，工作夹具模块，焊接补偿模块和控制模块，其中工作夹具模块包括夹持旋转模组2和定心轮模组3，通过直线导轨4设置在机台1上，用于承载圆管产品5并带动其转动；焊接补偿模块通过X轴运动模组8设置在机台1上且位于直线导轨4的一侧，包括焊接模组6和视觉补偿模组7，焊接模组6通过Z轴运动机构9设置在X轴运动模组8上，用于对工作夹具模块上的圆管产品5进行焊接，视觉补偿模组7用于对焊接模组6的位置进行调整，进行偏差补偿；控制模块，与工作夹具模块、焊接补偿模块电性连接，控制设备运行。

优选的，焊接模组包括焊接头61，焊接头61设置在Z轴运动机构9上，并可在Z轴运动机构9的带动下进行竖直升降运动；焊接头61侧边设置有定位相机62，在焊接时对焊接头61起定位作用，在焊接前先定位焊缝起始标准位置。

优选的，视觉补偿模组7包括焊缝跟踪定位相机71和焊缝焦距补偿传感器72，二者通过支撑固定部件73设置在X轴运动模组8上，焊缝跟踪定位相机71的镜头垂直对准圆管产品5方向，焊缝跟踪定位相机71在焊接过程中抓拍焊缝位置，然后根据抓拍的位置坐标，当焊缝位置发生偏移时，反馈给X轴一个补偿值，进而X轴运动模组8带动焊接头61进行水平位置的补偿调整，保证焊缝的水平平整度。

焊缝焦距补偿传感器72位于焊缝跟踪定位相机71的上方。在焊接时焊缝焦距补偿传感器72会对产品圆周的4-6个的高度数值进行采集，然后与标准焊接位置进行高度比对，进而给Z轴一个补偿值，Z轴运动机构9带动焊接头61进行上下位置的调整，可保证焊接过程中产品的跳动不会影响焊接质量，另外还可以针对产品不圆度和夹具不同心的问题造成的产品位置偏移进行焊接持续补偿。在本实施例中，X轴运动模组8和Z轴运动机构9为成熟技术，不做过多赘述亦可理解。

优选的，夹持旋转模组2包括旋转伺服马达21、三爪气缸22和顶头气缸23，旋转伺服马达21和顶头气缸23通过运动座24设置在直线导轨4的两端，三爪气缸22连接旋转伺服马达21，并可在旋转伺服马达21的驱动下进行旋转。三爪气缸22用于抓取圆管产品的一端，并带着圆管产品进行旋转，其端部还连接有气动滑环25。顶头气缸23用于顶住圆管产品的另一端，防止圆管产品过长弯曲变形。

优选的如图2，定心轮模组3包括下支撑轮组31和上压轮32，下支撑轮组31通过安装座33设置在直线导轨4上，可在直线导轨上进行滑动和固定。下支撑轮组31为两个相对而设的滚轮，用于承载支撑圆管产品，下支撑轮组31下端连接下支撑轮调节机构36，可调节下支撑轮组31中的两个滚轮进行相对靠近和远离的运动，可根据不同直径的产品调整，调整机构为中心基准调整，单边调实现下支撑轮组31中的两个支撑轮同时闭合或张开，以此适应多种尺寸规格的圆管产品。下支撑轮调节机构36优选丝杆传动调节，因其为成熟现有技术，此处不做赘述亦可理解。上压轮32通过连接杆34活动的连接在安装座33的一端，连接杆34连接夹持气缸35，带动上压轮32在下支撑轮组31上方运动，当圆管产品放置于下支撑轮组31上时，上压轮32压于圆管产品上，进一步固定产品，确保产品的稳定性。优选的，定心轮模组3位于旋转伺服马达21和顶头气缸23之间，并可在直线导轨上移动，适应不同长度的产品。

优选的，在本实施例中，本设备还具有防护罩，防护罩是以装置的机台1为框架基座搭建的罩体，可以将本实用新型所涉及的装置上需要保护的机构进行局部或全面保护，防止灰尘渗入，影响设备的用效果，同时也对外部操作人员起到保护的作用。另外防护罩上开有观察窗，观察窗开在防护罩罩体上，便于操作人员观察设备内工作情况，防护罩上还设置有显示器，用于显示和操作设备运行，此处不做赘述亦可理解。控制模块优选工控机，分别与工作夹具模块、焊接补偿模块电性连接，在本实施例中工控总机可以为基于可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller）的工控机，需要说明的是，本实用新型附图中没有对以上结构做具体的展示，然而根据实用新型的相关内容不影响理解，故在此不作具体展开说明，本领域技术人员也可实现本技术方案。

尽管参照本实用新型的示意性实施例对本实用新型的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本实用新型原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本实用新型的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种薄壁圆管焊接设备，其特征在于：

包括机台；

工作夹具模块，包括夹持旋转模组和定心轮模组，通过直线导轨设置在机台上，用于承载圆管产品并带动其转动；

焊接补偿模块，通过X轴运动模组设置在机台上且位于直线导轨的一侧，包括焊接模组和视觉补偿模组，焊接模组通过Z轴运动机构设置在X轴运动模组上，用于对工作夹具模块上的圆管产品进行焊接，视觉补偿模组用于对焊接模组的位置进行调整；

控制模块，与工作夹具模块、焊接补偿模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的薄壁圆管焊接设备，其特征在于，所述焊接模组包括焊接头，所述焊接头设置在Z轴运动机构上，并可在Z轴运动机构的带动下进行竖直升降运动；所述焊接头侧边设置有定位相机。

3.根据权利要求2所述的薄壁圆管焊接设备，其特征在于，所述视觉补偿模组包括焊缝跟踪定位相机和焊缝焦距补偿传感器，二者通过支撑固定部件设置在X轴运动模组上，焊缝跟踪定位相机的镜头垂直对准圆管产品方向，焊缝焦距补偿传感器位于焊缝跟踪定位相机的上方。

4.根据权利要求1所述的薄壁圆管焊接设备，其特征在于，所述夹持旋转模组包括旋转伺服马达、三爪气缸和顶头气缸，旋转伺服马达和顶头气缸通过运动座设置在所述直线导轨的两端，三爪气缸连接旋转伺服马达，并可在旋转伺服马达的驱动下进行旋转。

5.根据权利要求4所述的薄壁圆管焊接设备，其特征在于，所述三爪气缸的端部还连接有气动滑环。

6.根据权利要求4所述的薄壁圆管焊接设备，其特征在于，所述定心轮模组包括下支撑轮组和上压轮，下支撑轮组通过安装座设置在所述直线导轨上，下支撑轮组为两个相对而设的滚轮；所述上压轮通过连接杆活动的连接在所述安装座的一端，所述连接杆连接夹持气缸，带动上压轮在下支撑轮组上方运动。

7.根据权利要求6所述的薄壁圆管焊接设备，其特征在于，所述下支撑轮组下端连接下支撑轮调节机构，可调节下支撑轮组中的两个滚轮进行相对靠近和远离的运动。

8.根据权利要求6所述的薄壁圆管焊接设备，其特征在于，所述定心轮模组位于旋转伺服马达和顶头气缸之间。

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