CN218193076U - 压力容器筒体内加强圈焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了压力容器筒体内加强圈焊接装置，包括：立柱和悬臂横梁，悬臂横梁上设有机头，机头结构包括：横移滑板，横移滑板上设有竖直滑板，竖直滑板左右两侧分别设有安装板、安装柱，两根安装柱的上端分别与两个安装板相固定，每根安装柱的下端上设有焊枪，每个安装板上设摄像头和补光灯；悬臂横梁远端上设有第一摆杆、第二摆杆，第一摆杆的上端与悬臂横梁远端相铰接，第二摆杆中部与第一摆杆下端相铰接，第二摆杆下端上设有计数轮和编码器，第二摆杆上端和第一摆杆之间设有拉簧，第一摆杆前方设有气缸，气缸一端与悬臂横梁远端相铰接，气缸另一端与第一摆杆相铰接。所述的焊接装置能降低焊接成本、提高焊接效率和焊接质量。

Description

压力容器筒体内加强圈焊接装置

技术领域

本实用新型涉及压力容器生产设备领域，具体涉及压力容器筒体内加强圈焊接装置。

背景技术

为了增加压力容器筒体的强度，压力容器筒体的内壁上通常都需要焊接多个加强圈，加强圈和筒体内壁之间焊缝的左右两侧通常都需要满焊；目前我国制造业逐步升级，对生产效率及产品一致性提出了更高的要求；另外承压类特种设备安全事故时有发生，焊接质量的稳定性对于承压类特种设备的安全起着关键作用；同时，随着生活水平的日益提高，当今年青人很少再愿意从事焊工等专业技工岗位，焊工的招聘及培养日益困难，用工成本水涨船高。基于以上因素，亟需开发一种用于自动焊接加强圈的焊接装置，代替传统的焊工手动焊，大幅降低焊接成本，提高焊接效率，保证焊接质量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：将提供一种能降低焊接成本、提高焊接效率和焊接质量的压力容器筒体内加强圈焊接装置。

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案为：压力容器筒体内加强圈焊接装置，包括：立柱和水平布置的用于伸入至筒体中的悬臂横梁，悬臂横梁的近端与立柱相固定，其特征在于：在悬臂横梁上设置有能沿着悬臂横梁左右平移的用于对筒体内壁上的加强圈进行焊接的机头，在悬臂横梁和机头之间设置有用于驱动机头左右平移的机头驱动装置，机头的结构包括：能沿着悬臂横梁左右水平滑移的横移滑板，在横移滑板上设置有能竖直滑移的竖直滑板，在竖直滑板和横移滑板之间设置有用于驱动竖直滑板竖直滑移的竖直驱动装置，在竖直滑板的左右两侧分别设置有一个能左右平移的安装板、一根安装柱，每个安装板和竖直滑板之间设置有用于驱动安装板左右平移的横向驱动装置，两根安装柱的上端分别与两个安装板相固定，每根安装柱的下端上设置有一把焊枪，在每个安装板上设置一个对着其上焊枪焊接端的摄像头和一个用于照着其上焊枪焊接端的补光灯，两把焊枪左右倾斜呈倒八字形排布，使得两把焊枪能同时分别对加强圈和筒体内壁之间焊缝的左右两侧进行焊接，每把焊枪通过一个倾角伺服电机可调节倾斜角度的安装于安装柱下端上，倾角伺服电机与安装柱的下端相固定，焊枪与倾角伺服电机的输出轴相固定，在竖直滑板的左右两侧上分别设置有一个用于给对应侧的焊枪提供焊丝的焊丝供给装置；在悬臂横梁的远端上设置有一根第一摆杆、一根第二摆杆，第一摆杆的上端与悬臂横梁远端相铰接，使得第一摆杆能前后摆动，第二摆杆的中部与第一摆杆的下端相铰接，第二摆杆的上端位于第一摆杆的后方，在第二摆杆的下端上设置有一个计数轮和一个编码器，计数轮和编码器相连，使得编码器能检测计数轮旋转的圈数，在第二摆杆的上端和第一摆杆之间设置有一根拉簧，拉簧的两端分别与第二摆杆的上端和第一摆杆相固定，在第一摆杆的前方设置有一个气缸，气缸的一端与悬臂横梁远端相铰接，气缸的另一端与第一摆杆相铰接，气缸的活塞杆伸出后，第一摆杆会向后摆动而使计数轮与筒体内壁相抵靠，使得计数轮能被筒体带着一起旋转。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：还包括：两个左右对齐布置的滚轮架，两个滚轮架通过导轨可调节左右位置的安装于悬臂横梁下方的地面上，筒体能左右走向的放置于两个滚轮架上，使得悬臂横梁上的机头能进入筒体中进行焊接，两个滚轮架能驱动筒体旋转。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：机头驱动装置的结构包括：相互啮合传动的第一齿条和第一齿轮，第一齿条设置于悬臂横梁上，并且沿着悬臂横梁左右走向布置，第一齿轮设置于横移滑板上，并且由设置于横移滑板上的第一伺服电机驱动旋转。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：机头设置有两个，并且两个机头共用同一根第一齿条。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：竖直驱动装置的结构包括：丝杠和驱动螺母，驱动螺母螺纹连接于丝杠上，驱动螺母与竖直滑板相固定，丝杠竖直着安装于横移滑板上，并且由设置于横移滑板上的第三伺服电机驱动旋转。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：横向驱动装置的结构包括：相互啮合传动的第二齿条和第二齿轮，第二齿条左右走向的设置于竖直滑板上，第二齿轮设置于安装板上，并且由设置于安装板上的第二伺服电机驱动旋转；两个安装板共用同一根第二齿条。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：每个机头上设置有用于控制该机头的机头控制箱，在立柱上设置有用于控制各个机头的总控制箱。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：每个机头的竖直滑板底部上设置有两个用于与加强圈相抵靠而对加强圈上的过焊孔进行检测的检测爪，两个检测爪位于机头上的两把焊枪之间，两个检测爪的上端同轴布置，并且与角度传感器相连，两个检测爪的下端分别左右相对排布，检测爪能在角度传感器中扭簧的作用下与加强圈相抵靠，当筒体带着加强圈旋转使检测爪经过加强圈上的过焊孔时，检测爪会偏转而使其下端弹入至过焊孔中，此时角度传感器能通过检测爪发生偏转而检测到过焊孔，然后随着筒体继续旋转，检测爪的下端会离开过焊孔而复位至与加强圈端面相抵靠。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：每个机头的竖直滑板底部上设置有一个用于与筒体内壁相抵靠而对筒体内径进行跟踪的跟踪轮、一个跟踪架、一个位移编码器、一个由弹簧进行复位的顶杆，跟踪轮位于机头上的两个焊枪之间，跟踪轮安装于跟踪架的一端上，跟踪架的另一端与竖直滑板的底部相铰接，位移编码器位于跟踪架的上方，顶杆位于位移编码器和跟踪架之间，顶杆的上端与位移编码器相连，顶杆在弹簧的作用下能对跟踪架进行按压，使得跟踪架能向下摆动，从而使跟踪轮能抵靠于筒体内壁上，随着筒体旋转，跟踪轮会沿着筒体周向滚动，当筒体的内径发生改变时，跟踪架会因为跟踪轮的滚动起伏而上下摆动，从而能驱动顶杆上下移动，位移编码器能通过顶杆的上下移动而检测出筒体内径的变化。

进一步的，前述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其中：每个机头的竖直滑板底部上设置有一个用于与加强圈相抵靠而对加强圈待焊处的轴向位置进行跟踪的跟踪盘、一个角度编码器、一根长杆，跟踪盘位于机头上的两个焊枪之间，角度编码器位于跟踪盘的上方，并且角度编码器通过长杆与跟踪盘偏心相连，跟踪盘能在角度编码器中扭簧的作用下抵靠于加强圈的端面上，随着筒体旋转，跟踪盘能因为加强圈待焊处的轴向位置发生改变而发生偏转，跟踪盘偏转后会带着长杆旋转，从而使角度编码器能通过长杆旋转的角度而检测出加强圈待焊处轴向位置的偏差。

本实用新型的优点为：所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置能代替人工对筒体中的加强圈进行焊接，并且所述的焊接装置能对筒体中的多个加强圈同时进行焊接，使得焊接成本能大大降低、焊接效率能大大提高；另外，所述的焊接装置能根据筒体内径的变化、加强圈待焊处的轴向位置变化来调节焊枪的位置，还能在遇到加强圈上过焊孔时熄焊，使得焊接质量能得到保证。

附图说明

图1为本实用新型所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置的结构示意图。

图2为图1的左视结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1、图2所示，压力容器筒体内加强圈焊接装置，包括：立柱1和水平布置的用于伸入至筒体9中的悬臂横梁2，悬臂横梁2的近端与立柱1相固定，在悬臂横梁2上设置有能沿着悬臂横梁2左右平移的用于对筒体9内壁上的加强圈91进行焊接的机头3，在悬臂横梁2和机头3之间设置有用于驱动机头3左右平移的机头驱动装置，机头3的结构包括：能沿着悬臂横梁2左右水平滑移的横移滑板31，在横移滑板31上设置有能竖直滑移的竖直滑板32，在竖直滑板32和横移滑板31之间设置有用于驱动竖直滑板32竖直滑移的竖直驱动装置，在竖直滑板32的左右两侧分别设置有一个能左右平移的安装板33、一根安装柱34，每个安装板33和竖直滑板32之间设置有用于驱动安装板33左右平移的横向驱动装置，两根安装柱34的上端分别与两个安装板33相固定，每根安装柱34的下端上设置有一把焊枪35，在每个安装板33上设置一个对着其上焊枪35焊接端的摄像头36和一个用于照着其上焊枪35焊接端的补光灯，两把焊枪35左右倾斜呈倒八字形排布，使得两把焊枪35能同时分别对加强圈91和筒体9内壁之间焊缝的左右两侧进行焊接，每把焊枪35通过一个倾角伺服电机37可调节倾斜角度的安装于安装柱34下端上，倾角伺服电机37与安装柱34的下端相固定，焊枪35与倾角伺服电机37的输出轴相固定，在竖直滑板32的左右两侧上分别设置有一个用于给对应侧的焊枪35提供焊丝的焊丝供给装置，焊使供给装置是一种现有的能买到的设备；在悬臂横梁2的远端上设置有一根第一摆杆4、一根第二摆杆41，第一摆杆4的上端与悬臂横梁2远端相铰接，使得第一摆杆4能前后摆动，第二摆杆41的中部与第一摆杆4的下端相铰接，第二摆杆41的上端位于第一摆杆4的后方，在第二摆杆41的下端上设置有一个计数轮43和一个编码器42，计数轮43和编码器42相连，使得编码器42能检测计数轮43旋转的圈数，在第二摆杆41的上端和第一摆杆4之间设置有一根拉簧44，拉簧44的两端分别与第二摆杆41的上端和第一摆杆4相固定，在第一摆杆4的前方设置有一个气缸45，气缸45的一端与悬臂横梁2远端相铰接，气缸45的另一端与第一摆杆4相铰接，气缸45的活塞杆伸出后，第一摆杆4会向后摆动而使计数轮43与筒体9内壁相抵靠，使得计数轮43能被筒体9带着一起旋转。焊接时，计数轮43与筒体9内壁相抵靠，使得计数轮43 被筒体9带着一起旋转，从而使筒体9旋转速度和旋转周长能被检测到。

在本实施例中，还包括：两个左右对齐布置的滚轮架5，两个滚轮架5通过导轨可调节左右位置的安装于悬臂横梁2下方的地面上，筒体9能左右走向的放置于两个滚轮架5上，使得悬臂横梁2上的机头3能进入筒体9中进行焊接，两个滚轮架5能驱动筒体9旋转。

机头驱动装置的结构包括：相互啮合传动的第一齿条和第一齿轮，第一齿条设置于悬臂横梁2上，并且沿着悬臂横梁2左右走向布置，第一齿轮设置于横移滑板31上，并且由设置于横移滑板31上的第一伺服电机驱动旋转。

本实施例中，机头3设置有两个，并且两个机头3共用同一根第一齿条。

竖直驱动装置的结构包括：丝杠和驱动螺母，驱动螺母螺纹连接于丝杠上，驱动螺母与竖直滑板32相固定，丝杠竖直着安装于横移滑板31上，并且由设置于横移滑板31上的第三伺服电机驱动旋转。

横向驱动装置的结构包括：相互啮合传动的第二齿条和第二齿轮，第二齿条左右走向的设置于竖直滑板32上，第二齿轮设置于安装板33上，并且由设置于安装板33上的第二伺服电机驱动旋转；两个安装板33共用同一根第二齿条。

每个机头3上设置有用于控制该机头3的机头控制箱51，在立柱1上设置有用于控制各个机头的总控制箱52。

每个机头3的竖直滑板32底部上设置有两个用于与加强圈91相抵靠而对加强圈91上的过焊孔进行检测的检测爪6，两个检测爪6位于机头3上的两把焊枪35之间，两个检测爪6的上端同轴布置，并且与角度传感器相连，两个检测爪6的下端分别左右相对排布，检测爪6能在角度传感器中扭簧的作用下与加强圈91相抵靠，当筒体9带着加强圈91旋转使检测爪6经过加强圈91上的过焊孔时，检测爪6会偏转而使其下端弹入至过焊孔中，此时角度传感器能通过检测爪6发生偏转而检测到过焊孔，然后随着筒体9继续旋转，检测爪6的下端会离开过焊孔而复位至与加强圈91端面相抵靠。检测到过焊孔后，焊枪按照程序自动熄弧，通过过焊孔后，焊枪自动起弧继续焊接。

每个机头3的竖直滑板32底部上设置有一个用于与筒体9内壁相抵靠而对筒体9内径进行跟踪的跟踪轮7、一个跟踪架71、一个位移编码器、一个由弹簧进行复位的顶杆72，跟踪轮7位于机头3上的两个焊枪35之间，跟踪轮7安装于跟踪架71的一端上，跟踪架71的另一端与竖直滑板32的底部相铰接，位移编码器位于跟踪架71的上方，顶杆72位于位移编码器和跟踪架71之间，顶杆72的上端与位移编码器相连，顶杆72在弹簧的作用下能对跟踪架71进行按压，使得跟踪架71能向下摆动，从而使跟踪轮7能抵靠于筒体9内壁上，随着筒体9旋转，跟踪轮7会沿着筒体9周向滚动，当筒体9的内径发生改变时，跟踪架71会因为跟踪轮7的滚动起伏而上下摆动，从而能驱动顶杆72上下移动，位移编码器能通过顶杆72的上下移动而检测出筒体9内径的变化。焊接时，焊枪的上下位置需要根据筒体9内径的变化进行自动微调。

每个机头3的竖直滑板32底部上设置有一个用于与加强圈91相抵靠而对加强圈91待焊处的轴向位置进行跟踪的跟踪盘8、一个角度编码器、一根长杆81，跟踪盘8位于机头3上的两个焊枪35之间，角度编码器位于跟踪盘8的上方，并且角度编码器通过长杆81与跟踪盘8偏心相连，跟踪盘8能在角度编码器中扭簧的作用下抵靠于加强圈91的端面上，随着筒体9旋转，跟踪盘8能因为加强圈91待焊处的轴向位置发生改变而发生偏转，跟踪盘8偏转后会带着长杆81旋转，从而使角度编码器能通过长杆81旋转的角度而检测出加强圈91待焊处轴向位置的偏差。焊接时，焊枪的左右位置需要根据加强圈91待焊处轴向位置的变化进行微调。

工作时，将筒体9放置于两个滚轮架5上，使得两个滚轮架5能驱动筒体9旋转，然后通过移动两个滚轮架5，使悬臂横梁2上的机头3进入至筒体9中，接着人工调节各个机头3上的两把焊枪35的角度和位置，使得各个机头3上的两把焊枪35能对加强圈91和筒体9内壁之间的焊缝的左右两侧进行焊接，接着启动两个滚轮架5，使得筒体9匀速旋转，同时启动各个焊枪35进行焊接。

Claims (10)

1.压力容器筒体内加强圈焊接装置，包括：立柱和水平布置的用于伸入至筒体中的悬臂横梁，悬臂横梁的近端与立柱相固定，其特征在于：在悬臂横梁上设置有能沿着悬臂横梁左右平移的用于对筒体内壁上的加强圈进行焊接的机头，在悬臂横梁和机头之间设置有用于驱动机头左右平移的机头驱动装置，机头的结构包括：能沿着悬臂横梁左右水平滑移的横移滑板，在横移滑板上设置有能竖直滑移的竖直滑板，在竖直滑板和横移滑板之间设置有用于驱动竖直滑板竖直滑移的竖直驱动装置，在竖直滑板的左右两侧分别设置有一个能左右平移的安装板、一根安装柱，每个安装板和竖直滑板之间设置有用于驱动安装板左右平移的横向驱动装置，两根安装柱的上端分别与两个安装板相固定，每根安装柱的下端上设置有一把焊枪，在每个安装板上设置一个对着其上焊枪焊接端的摄像头和一个用于照着其上焊枪焊接端的补光灯，两把焊枪左右倾斜呈倒八字形排布，使得两把焊枪能同时分别对加强圈和筒体内壁之间焊缝的左右两侧进行焊接，每把焊枪通过一个倾角伺服电机可调节倾斜角度的安装于安装柱下端上，倾角伺服电机与安装柱的下端相固定，焊枪与倾角伺服电机的输出轴相固定，在竖直滑板的左右两侧上分别设置有一个用于给对应侧的焊枪提供焊丝的焊丝供给装置；在悬臂横梁的远端上设置有一根第一摆杆、一根第二摆杆，第一摆杆的上端与悬臂横梁远端相铰接，使得第一摆杆能前后摆动，第二摆杆的中部与第一摆杆的下端相铰接，第二摆杆的上端位于第一摆杆的后方，在第二摆杆的下端上设置有一个计数轮和一个编码器，计数轮和编码器相连，使得编码器能检测计数轮旋转的圈数，在第二摆杆的上端和第一摆杆之间设置有一根拉簧，拉簧的两端分别与第二摆杆的上端和第一摆杆相固定，在第一摆杆的前方设置有一个气缸，气缸的一端与悬臂横梁远端相铰接，气缸的另一端与第一摆杆相铰接，气缸的活塞杆伸出后，第一摆杆会向后摆动而使计数轮与筒体内壁相抵靠，使得计数轮能被筒体带着一起旋转。

2.根据权利要求1所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：还包括：两个左右对齐布置的滚轮架，两个滚轮架通过导轨可调节左右位置的安装于悬臂横梁下方的地面上，筒体能左右走向的放置于两个滚轮架上，使得悬臂横梁上的机头能进入筒体中进行焊接，两个滚轮架能驱动筒体旋转。

3.根据权利要求1或2所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：机头驱动装置的结构包括：相互啮合传动的第一齿条和第一齿轮，第一齿条设置于悬臂横梁上，并且沿着悬臂横梁左右走向布置，第一齿轮设置于横移滑板上，并且由设置于横移滑板上的第一伺服电机驱动旋转。

4.根据权利要求3所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：机头设置有两个，并且两个机头共用同一根第一齿条。

5.根据权利要求1或2所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：竖直驱动装置的结构包括：丝杠和驱动螺母，驱动螺母螺纹连接于丝杠上，驱动螺母与竖直滑板相固定，丝杠竖直着安装于横移滑板上，并且由设置于横移滑板上的第三伺服电机驱动旋转。

6.根据权利要求1或2所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：横向驱动装置的结构包括：相互啮合传动的第二齿条和第二齿轮，第二齿条左右走向的设置于竖直滑板上，第二齿轮设置于安装板上，并且由设置于安装板上的第二伺服电机驱动旋转；两个安装板共用同一根第二齿条。

7.根据权利要求1或2所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：每个机头上设置有用于控制该机头的机头控制箱，在立柱上设置有用于控制各个机头的总控制箱。

8.根据权利要求1或2所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：每个机头的竖直滑板底部上设置有两个用于与加强圈相抵靠而对加强圈上的过焊孔进行检测的检测爪，两个检测爪位于机头上的两把焊枪之间，两个检测爪的上端同轴布置，并且与角度传感器相连，两个检测爪的下端分别左右相对排布，检测爪能在角度传感器中扭簧的作用下与加强圈相抵靠，当筒体带着加强圈旋转使检测爪经过加强圈上的过焊孔时，检测爪会偏转而使其下端弹入至过焊孔中，此时角度传感器能通过检测爪发生偏转而检测到过焊孔，然后随着筒体继续旋转，检测爪的下端会离开过焊孔而复位至与加强圈端面相抵靠。

9.根据权利要求1或2所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：每个机头的竖直滑板底部上设置有一个用于与筒体内壁相抵靠而对筒体内径进行跟踪的跟踪轮、一个跟踪架、一个位移编码器、一个由弹簧进行复位的顶杆，跟踪轮位于机头上的两个焊枪之间，跟踪轮安装于跟踪架的一端上，跟踪架的另一端与竖直滑板的底部相铰接，位移编码器位于跟踪架的上方，顶杆位于位移编码器和跟踪架之间，顶杆的上端与位移编码器相连，顶杆在弹簧的作用下能对跟踪架进行按压，使得跟踪架能向下摆动，从而使跟踪轮能抵靠于筒体内壁上，随着筒体旋转，跟踪轮会沿着筒体周向滚动，当筒体的内径发生改变时，跟踪架会因为跟踪轮的滚动起伏而上下摆动，从而能驱动顶杆上下移动，位移编码器能通过顶杆的上下移动而检测出筒体内径的变化。

10.根据权利要求1或2所述的压力容器筒体内加强圈焊接装置，其特征在于：每个机头的竖直滑板底部上设置有一个用于与加强圈相抵靠而对加强圈待焊处的轴向位置进行跟踪的跟踪盘、一个角度编码器、一根长杆，跟踪盘位于机头上的两个焊枪之间，角度编码器位于跟踪盘的上方，并且角度编码器通过长杆与跟踪盘偏心相连，跟踪盘能在角度编码器中扭簧的作用下抵靠于加强圈的端面上，随着筒体旋转，跟踪盘能因为加强圈待焊处的轴向位置发生改变而发生偏转，跟踪盘偏转后会带着长杆旋转，从而使角度编码器能通过长杆旋转的角度而检测出加强圈待焊处轴向位置的偏差。

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