CN216912631U - 一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，包括：基座；放置机构，安装于基座，用于放置待焊接的叠轧组坯，放置机构旋转能带动置于其上的叠轧组坯转动；第一驱动机构，安装于基座，用于驱动放置机构相对基座旋转；焊接机构，设置于基座一侧，用于对放置于放置机构上的叠轧组坯进行焊接。根据本实用新型的自动化焊接组坯装置，能够实现对叠轧组坯的自动焊接，自动化程度高，有效地提升了焊接效率和焊接质量，降低了生产成本，改善了工作环境，且适合批量化生产。

Description

一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置

技术领域

本实用新型涉及钛合金板材加工设备技术领域，特别涉及一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置。

背景技术

随着社会发展，目前市场对厚度10mm以下规格的宽幅钛合金板材的需求日益增多，因为幅宽较窄的板材，在加工成大型零件的过程中往往需要进行大量焊接，不仅焊接过程复杂，而且焊接中由于单位体积内热量集中，会造成热影响区变宽，组织性能不稳定，焊缝常成为易腐蚀源和断裂源，极大影响零件使用的安全性和寿命。而利用钛加工行业设备生产的厚度10mm以下规格的宽幅钛合金板材一般只能实现宽度1200mm以下的产品，宽度尺寸受限，这主要是由于钛行业设备能力不足。随着钛-钢联合模式生产钛合金板材的优势越来越凸显（可生产更宽、成本更低、生产效率更高、快节奏、生产周期短），越来越多的钛行业企业依托钢厂的高刚度的强大轧制能力轧机等配套设备生产钛合金板材。

然而纵观国内外钢厂的生产设备，其轧机设备可实现的最薄的钛合金板材的生产厚度是10-12mm，无法进行10mm以下钛合金板材的生产，厚度尺寸受限，因此会采用钢板包覆多层钛合金板材轧制的方式，轧制后获得厚度10mm以上的叠轧板，后续进行分切剥离，即可获得单张厚度10mm以下的宽幅钛合金板材，充分利用钛-钢联合模式生产设备的优势，实现了厚度10mm以下的宽幅薄规格的钛合金板材产品。

但目前钢板包覆钛合金板材叠轧组坯一般是人工焊接的方式进行，焊接效率低下，严重影响批量化生产，无法实现批量的准时交付；人工焊接的焊接质量不稳定，焊接质量无法得到保证；且人工焊接的劳动强度较大，同时焊接时工作环境较差，提升了制造成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，能够实现对叠轧组坯的自动焊接，自动化程度高，有效地提升了焊接效率和焊接质量，降低了生产成本，改善了工作环境，且适合批量化生产。

根据本实用新型实施例的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，包括：基座；放置机构，安装于所述基座，用于放置待焊接的叠轧组坯，所述放置机构旋转能带动置于其上的叠轧组坯转动；第一驱动机构，包括驱动轴和驱动所述驱动轴绕自身中轴线旋转的第一电机，所述驱动轴安装于所述基座，所述驱动轴旋转能带动所述放置机构相对所述基座旋转；焊接机构，设置于所述基座一侧，用于对放置于所述放置机构上的叠轧组坯进行焊接。

根据本实用新型实施例的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，至少具有如下有益效果：放置机构能带动放置于其上的叠轧组坯旋转，配合焊接机构的使用，能实现对叠轧组坯进行自动化的焊接，有效地提升了焊接质量和焊接效率；放置机构和第一驱动机构结构简单，便于批量化的生产，能大幅提升叠轧组坯的焊接效率，同时改善工作人员的工作环境，减少工作人员的工作量，提升工作人员的安全性。

根据本实用新型的一些实施例，所述基座包括两个间隔设置的立板，所述立板顶部设有安装座，所述安装座设有安装孔；所述放置机构两端均设有朝外延伸的安装杆，所述安装杆穿设于所述安装孔内；所述第一驱动机构能驱动所述放置机构绕所述安装杆旋转。

根据本实用新型的一些实施例，所述放置机构包括平台、转盘和第二驱动机构，所述转盘绕自身轴线旋转地安装于所述平台，用于放置叠轧组坯；所述第二驱动机构安装于所述平台，用于驱动所述转盘旋转。

根据本实用新型的一些实施例，所述转盘顶部设有用于放置叠轧组坯的承重板，所述承重板能将叠轧组坯吸附于所述承重板上。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二驱动机构包括第二齿轮和驱动所述第二齿轮旋转的第二电机，所述第二齿轮与所述转盘啮合，所述第二电机安装于所述平台。

根据本实用新型的一些实施例，所述承重板绕所述转盘外周间隔设置有多个支撑轮，所述支撑轮滚动于所述平台上。

根据本实用新型的一些实施例，所述放置机构设有弧形板，所述驱动轴设有轴套齿轮，所述轴套齿轮与所述弧形板啮合。

根据本实用新型的一些实施例，所述驱动轴中部套设有中间齿轮，所述第一电机输出端连接有第一齿轮，所述中间齿轮与所述第一齿轮啮合。

根据本实用新型的一些实施例，所述焊接机构包括焊机和焊接机器人，所述焊接机器人包括机械臂，所述焊机连接于所述机械臂端部。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，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

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的旋转变位机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的旋转变位机的正视图。

附图标号：

旋转变位机100；

基座200、立板210、加强筋211、安装座220；

放置机构300、平台310、安装杆311、弧形板312、转盘320、承重板321、支撑轮322、第二驱动机构330、第二电机331、第二齿轮332；

第一驱动机构400、驱动轴410、轴套齿轮411、中间齿轮412、第一电机420、第一齿轮421；

焊接机构500、焊机510、焊接机器人520、机械臂521。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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，而不能理解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，涉及到方位描述，例如上、下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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图3，本实用新型实施例的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，包括：旋转变位机100和焊接机构500，旋转变位机100用于放置工件，并带动叠轧组坯进行竖直方向的旋转和水平方向的旋转；焊接机构500设置于旋转变位机100的一侧，用于对旋转变位机100上的叠轧组坯进行焊接。

在本实用新型的一些实施例中，焊接机构500包括焊机510和焊接机器人520，焊接机器人520包括机械臂521，焊机510连接于机械臂521端部。参照图1，焊机510设置于焊接机器人520的机械臂521端部，焊接机器人520通过控制器能控制机械臂521移动，并带动焊机510移动。机械臂521设有多级，焊机510安装于机械臂521最靠近叠轧组坯的一端，机械臂521能控制焊机510对叠轧组坯进行多角度、多位置的焊接。关于焊接机器人520的结构及其控制方法，目前有大量的专利公开了类似专利，例如：申请号为CN202120251267.3 的一种高效率焊接机器人、申请号为CN202110744961.3 的一种用于焊接机器人的机械臂结构、申请号为CN201310365522.7 的钛-钢复合板的拼焊装置，均公开了焊接机器人520或其相关结构，在本申请中不再做过多赘述。

在本实用新型的一些实施例中，参照图2、图3，旋转变位机100包括基座200、放置机构300和第一驱动机构400，基座200包括两个间隔设置的立板210，放置机构300两端分别活动安装于两个立板210；第一驱动机构400安装于基座200，用于驱动放置机构300相对立板210旋转；放置机构300用于放置待焊接的叠轧组坯，放置机构300旋转能带动置于其上的叠轧组坯同步转动。

根据本实用新型实施例的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，至少具有如下有益效果：旋转变位机100能带动叠轧组坯旋转，配合焊接机构500的使用，能实现对叠轧组坯进行自动化的焊接，有效地提升了焊接质量和焊接效率；旋转变位机100结构简单，便于批量化的生产，能大幅提升叠轧组坯的焊接效率，同时改善工作人员的工作环境，减少工作人员的工作量，提升工作人员的安全性。

在本实用新型的一些实施例中，立板210顶部设有安装座220，安装座220设有安装孔；放置机构300两端均设有朝外延伸的安装杆311，安装杆311活动穿设于安装孔内；第一驱动机构400能驱动旋转变位机100绕安装杆311旋转。具体的，如图1、图2所示，安装座220设置于立板210的顶部，安装孔设置于安装座220的中心位置。安装杆311设有两根且分别设置于放置机构300的两端，两根安装杆311同轴设置，且分别穿设于两个安装孔内，并能绕自身轴线旋转。

进一步的，由于立板210需要承受较大的载荷，因此设置有多个加强筋211。

在本实用新型的一些具体实施例中，放置机构300包括平台310、转盘320和第二驱动机构330，安装杆311设置于平台310的两端。转盘320绕自身轴线旋转地安装于平台310，用于放置叠轧组坯；第二驱动机构330安装于平台310，用于驱动转盘320旋转。具体的，如图2、图3所示，转盘320为圆柱形，其外周面设有齿，第二驱动机构330包括第二齿轮332和驱动第二齿轮332旋转的第二电机331，第二齿轮332与转盘320啮合，第二电机331安装于平台310。

需要了解的是，第二齿轮332的直径小于转盘320的直径，从而确保转盘320的转速不会过快。

进一步的，转盘320的底部设置有朝下延伸的定位杆，平台310设有供定位杆穿过的定位孔，定位杆与转盘320同中轴线设置，定位杆绕自身中心轴线旋转地穿设于定位孔内。

在本实用新型的一些实施例中，转盘320顶部设有用于放置叠轧组坯的承重板321，承重板321能将叠轧组坯吸附于承重板321上。具体的，承重板321具有磁性，能将叠轧组坯吸附于承重板321上，从而能避免在平台310旋转的过程中叠轧组坯从承重板321上掉落。

在本实用新型的一些具体实施例中，承重板321具有吸附能力可通过采用磁吸材料制造承重板321，或者在承重板321的内部设置线圈，通过对线圈通电使承重板321具有磁力。日常生产中一般是采用设置线圈的方式使承重板321具有磁力，确定好叠轧组坯的方向位置后通电，使承重板321吸住叠轧组胚，然后便可以旋转平台310以便于叠轧组坯的焊接；叠轧组坯焊接完成后，能够通过对线圈断电使承重板321失去磁力，从而便于将叠轧组坯卸下。

可以想见的是，承重板321的通电线圈设置有备用电源，以在其线圈突然断电时能实现无缝衔接，从而确保突然断电的情况下，承重板321不会因突然失去磁力导致叠轧组坯掉落损坏。

在本实用新型的一些实施例中，承重板321绕转盘320外周间隔设置有多个支撑轮322，支撑轮322滚动于平台310上。具体的，如图3所示，支撑轮322为万向轮，支撑轮322设置于承重板321的下部，且滚动安装于平台310上。设置有多个支撑轮322，能有效地避免承重板321受力不均时容易裂开或变形的问题，从而更能确保叠轧组坯的平整。

在本实用新型的一些实施例中，第一驱动机构400包括驱动轴410和驱动驱动轴410绕自身中轴线旋转的第一电机420，驱动轴410两端分别安装于两个立板210，驱动轴410旋转能带动平台310绕安装杆311旋转。具体的，如图2、图3所示，平台310两端均设有朝下延伸的弧形板312，弧形板312为半圆形，弧形板312的外周设有齿；驱动轴410两端均设有轴套齿轮411，轴套齿轮411与弧形板312啮合；驱动轴410旋转能带动轴套齿轮411同步转动。两个轴套齿轮411均套设于两个驱动轴410上，轴套齿轮411与驱动轴410通过键连接，驱动轴410旋转能带动轴套齿轮411同步转动。

在本实用新型的一些实施例中，驱动轴410中部套设有中间齿轮412，第一电机420输出端连接有第一齿轮421，中间齿轮412与第一齿轮421啮合；第一电机420驱动第一齿轮421旋转，进而带动驱动轴410旋转。需要了解的是，第一齿轮421的直径小于中间齿轮412的直径，从而使驱动轴410的转速小于第一齿轮421的转速，便于对平台310的位置进行调节。

可以想见的是，第一齿轮421设置有断电自锁装置，即当第一电机420突然断电时，第一齿轮421将无法旋转，从而避免了在突然断电的情况下，放置机构300会突然失控的问题。

在本实用新型的另一实施例中，第一齿轮421和中间齿轮412可替换为蜗杆和蜗轮，第一电机420驱动蜗杆旋转，进而带动蜗轮转动；蜗轮安装于驱动轴410上，蜗轮旋转带动驱动轴410旋转。

需要注意的是，第一驱动机构400是驱动平台310绕安装杆311旋转，带动叠轧组坯在竖直方向上转动；第二驱动机构330是驱动转盘320转动，带动叠轧组坯在水平方向上的转动。焊接机构500通过对焊接机器人520进行编程设置，对每次焊接的位置和角度进行限定之后，就可实现对叠轧组坯的自动焊接。

本实用新型实施例所设计的自动化焊接组坯装置重点是针对当前海工、军工及航空航天等市场，对厚度10mm以下的宽幅钛合金薄板的需求必须采用包覆叠轧工艺进行生产时的一种新型快速组坯手段。

叠轧组坯的整个的操作过程为：先将包覆叠轧钛合金板一般采用钢板包覆，即上、下各一层钢板，中间为2-4层钛合金板进行四边点焊固定；而在点焊前需将多层的钛合金板材进行压紧之后再进行点焊；需采用液压压力机进行压紧。然后在在旋转变位机100平台310上进行焊接。

需要注意的是，叠轧组坯方式属于现有技术，目前具有较多的专利文献对此技术进行了公开，因此在本实用新型实施例中不再进行解释。

可以理解的是，旋转变位机100上方设置有液压设备，用于对旋转变位机100上的工件进行叠轧组坯。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于，包括：

基座（200）；

放置机构（300），安装于所述基座（200），用于放置待焊接的叠轧组坯，所述放置机构（300）旋转能带动置于其上的叠轧组坯转动；

第一驱动机构（400），包括驱动轴（410）和驱动所述驱动轴（410）绕自身中轴线旋转的第一电机（420），所述驱动轴（410）安装于所述基座（200），所述驱动轴（410）旋转能带动所述放置机构（300）相对所述基座（200）旋转；

焊接机构（500），设置于所述基座（200）一侧，用于对放置于所述放置机构（300）上的叠轧组坯进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于：所述基座（200）包括两个间隔设置的立板（210），所述立板（210）顶部设有安装座（220），所述安装座（220）设有安装孔；所述放置机构（300）两端均设有朝外延伸的安装杆（311），所述安装杆（311）穿设于所述安装孔内；所述第一驱动机构（400）能驱动所述放置机构（300）绕所述安装杆（311）旋转。

3.根据权利要求2所述的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于：所述放置机构（300）包括平台（310）、转盘（320）和第二驱动机构（330），所述转盘（320）绕自身轴线旋转地安装于所述平台（310），用于放置叠轧组坯；所述第二驱动机构（330）安装于所述平台（310），用于驱动所述转盘（320）旋转。

4.根据权利要求3所述的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于：所述转盘（320）顶部设有用于放置叠轧组坯的承重板（321），所述承重板（321）能将叠轧组坯吸附于所述承重板（321）上。

5.根据权利要求4所述的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于：所述第二驱动机构（330）包括第二齿轮（332）和驱动所述第二齿轮（332）旋转的第二电机（331），所述第二齿轮（332）与所述转盘（320）啮合，所述第二电机（331）安装于所述平台（310）。

6.根据权利要求5所述的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于：所述承重板（321）绕所述转盘（320）外周间隔设置有多个支撑轮（322），所述支撑轮（322）滚动于所述平台（310）上。

7.根据权利要求1所述的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于：所述放置机构（300）设有弧形板（312），所述驱动轴（410）设有轴套齿轮（411），所述轴套齿轮（411）与所述弧形板（312）啮合。

8.根据权利要求7所述的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于：所述驱动轴（410）中部套设有中间齿轮（412），所述第一电机（420）输出端连接有第一齿轮（421），所述中间齿轮（412）与所述第一齿轮（421）啮合。

9.根据权利要求1所述的一种宽幅钛合金板材叠轧用自动化焊接组坯装置，其特征在于：所述焊接机构（500）包括焊机（510）和焊接机器人（520），所述焊接机器人（520）包括机械臂（521），所述焊机（510）连接于所述机械臂（521）端部。

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