CN220462667U - 一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，属于自动焊接技术领域。技术方案是：两套检测跟踪装置对称设置在工件（5）的两端；每套检测跟踪装置包含移载小车（6）、轴向跟踪机构、辊轮驱动单元、内焊检测机构、内焊单元、外焊检测机构和外焊单元，移载小车（6）上设置轴向跟踪机构和辊轮驱动单元，轴向跟踪机构上设置内焊检测机构、内焊单元和外焊检测机构，外焊检测机构上设置外焊单元。本实用新型的有益效果：使用方便，结构简单，体积小，采用非接触式焊缝检测跟踪，检测精度高，可靠性高，维护成本低，解决了钢管法兰插接焊缝检测跟踪的问题。

Description

一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置

技术领域

本实用新型涉及一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，应用于船舶行业、电力行业的钢管与法兰插接装配点焊完成后的自动焊接，属于自动焊接技术领域。

背景技术

钢管两端与法兰盘插接装配点焊后称为工件，由于钢管椭圆率以及钢管下料切割垂直度的影响，在与法兰插接装配点焊后，法兰盘与钢管之间的缝隙并不均匀，并且钢管端部呈马蹄型，工件直径越大，椭圆率和端面垂直度的绝对公差就越大。不经检测直接以等条件焊接，焊枪只能沿着预定线路进行环缝焊接，不能根据焊缝的实际情况进行必要的补偿，这将会造成焊接成型不一致，严重影响焊接质量。公告号为“CN102133675B”专利名称为“钢管法兰插接焊缝检测跟踪焊接方法和装置”的中国专利公开了一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，其采用机械跟踪检测方式，实现了自动检测工件偏差，自动调节焊枪位置、摆动幅度和焊接速度，但存在以下问题：检测和焊接时工件的旋转角度是通过托料辊轮的旋转角度计算而成的，而带动工件的托料辊轮的直径是固定的，不能确保所有直径的工件都正好旋转360°，可能造成多焊或者少焊；同时检测滚轮与钢管及法兰盘接触，长期使用后会产生磨损，进一步造成检测精度变差，不能保证焊接质量。目前大管径钢管法兰焊接大多采用机械式跟踪方案，同样存在所述问题。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，通过非接触方式进行检测，无论钢管及法兰盘的直径大小，均能轻松适配；同时可检测钢管和法兰盘旋转的角度，确保正好旋转360°，检测装置自身结构简单，体积小，并且检测精度高，解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：

一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，钢管两端分别插接法兰盘并点焊后称为工件，两套检测跟踪装置对称设置在工件的两端；每套装置包含移载小车、轴向跟踪机构、辊轮驱动单元、内焊检测机构、内焊单元、外焊检测机构和外焊单元，移载小车上设置轴向跟踪机构和辊轮驱动单元，轴向跟踪机构上设置内焊检测机构、内焊单元和外焊检测机构，外焊检测机构上设置外焊单元；所述轴向跟踪机构包含滑台、滑板和跟踪轮，滑台设置在移载小车上并随之前后滑动，滑台7上通过丝杠设置可左右移动的滑板，滑板的左前端设有跟踪轮；所述辊轮驱动单元包含辊轮箱一、辊轮箱二、辊轮、调整机构和驱动机构，辊轮箱一和辊轮箱二上均设有辊轮并与驱动机构连接，辊轮箱一和辊轮箱二上的辊轮一起托起工件的端部，辊轮箱一和辊轮箱二设有调整机构12调整高度，使之与滑台水平位置相匹配。

所述内焊检测机构包含检测机构一和检测机构二，检测机构一安装在滑板上；检测机构二通过检测机构二支架安装在滑板上；所述内焊单元包含内焊调整机构和内焊焊枪，内焊调整机构设置在滑板上，内焊调整机构上设有内焊焊枪，内焊调整机构根据内焊检测机构数据实时调整内焊焊枪焊接位置。

所述外焊检测机构包含电动滑座一、电动滑座二和检测机构三，电动滑座一水平设置在滑板上，电动滑座二通过电动滑座二支架向上垂直设置在电动滑座一上，电动滑座二上设有外焊支架，检测机构三通过检测机构三支架设置在外焊支架上，使得检测方向与法兰盘端面垂直；所述外焊单元包含外焊调整机构和外焊焊枪，外焊调整机构设置在外焊支架上，外焊调整机构上设有外焊焊枪，外焊调整机构根据外焊检测机构的数据实时调整外焊焊枪的焊接位置。

所述跟踪轮通过跟踪轮支架与滑板连接，随滑台一起做工件水平径向定位，随滑板一起做轴向调整。

所述辊轮箱二通过连接臂与滑台连接，通过调整机构可与滑台一起调整水平径向位置。

所述检测机构一、检测机构二和检测机构三为结构相同的检测机构，检测机构包含顶板、侧板、后板、底板、激光传感器探头、微型摆动气缸、连接套和护罩，顶板和底板平行设置，顶板通过侧板和后板与底板相连接，形成框架结构；顶板和侧板上分别设置激光传感器探头和微型摆动气缸，微型摆动气缸通过连接套和护罩相连接，微型摆动气缸通过连接套带动护罩摆动90°，检测时护罩打开，激光传感器探头进行焊缝检测；焊接时护罩摆动到激光传感器探头前方，保护激光传感器探头免受焊接飞溅损坏。

所述检测机构一正对法兰盘端面设置，检测方向与法兰盘端面垂直；检测机构二安装在法兰盘侧面，检测机构二的检测方向与法兰盘端面之间呈5°夹角，检测机构一和检测机构二水平高度一致。

所述工件两端的移载小车可带动轴向跟踪机构、辊轮驱动单元、内焊检测机构、内焊单元、外焊检测机构和外焊单元同时做轴向调整，用以适应不用长度的工件；同侧两个辊轮之间的距离可通过调整机构进行调整，用以适应不同直径的工件；通过调整机构调整时，辊轮箱一和辊轮箱一上的辊轮不动，辊轮箱二带动辊轮箱二上的辊轮移动。

所述移载小车、辊轮箱一、辊轮箱二、辊轮、调整机构、驱动机构、内焊调整机构、内焊焊枪、外焊调整机构、外焊焊枪、激光传感器探头和微型摆动气缸等均为本领域公知公用的设备。

本实用新型的有益效果是：使用方便，结构简单，体积小，采用非接触式焊缝检测跟踪，检测精度高，可靠性高，维护成本低，解决了钢管法兰插接焊缝检测跟踪的问题。

附图说明

图1为本实用新型工件结构示意图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型俯视图；

图4为本实用新型检测机构结构示意图；

图中：法兰盘1、钢管2、法兰孔3、工件5、移载小车6、滑台7、滑板8、辊轮箱一9、辊轮箱二10、辊轮11、调整机构12、驱动机构13、检测机构一14、检测机构二15、内焊调整机构16、内焊焊枪17、电动滑座一18、电动滑座二支架19、电动滑座二20、外焊支架21、检测机构三22、检测机构三支架23、外焊调整机构24、外焊焊枪25、跟踪轮支架26、跟踪轮27、连接臂28、顶板29、侧板30、后板31、底板32、激光传感器探头33、微型摆动气缸34、连接套35、护罩36、钢管端面A、钢管与法兰盘插接焊缝B。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型做进一步的说明。

一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，钢管两端分别插接法兰盘并点焊后称为工件5，两套检测跟踪装置对称设置在工件5的两端；每套检测跟踪装置包含移载小车6、轴向跟踪机构、辊轮驱动单元、内焊检测机构、内焊单元、外焊检测机构和外焊单元，移载小车6上设置轴向跟踪机构和辊轮驱动单元，轴向跟踪机构上设置内焊检测机构、内焊单元和外焊检测机构，外焊检测机构上设置外焊单元；所述轴向跟踪机构包含滑台7、滑板8和跟踪轮27，滑台7设置在移载小车6上并随之前后滑动，滑台7上通过丝杠设置可左右移动的滑板8，滑板8的左前端设有跟踪轮27；所述辊轮驱动单元包含辊轮箱一9、辊轮箱二10、辊轮11、调整机构12和驱动机构13，辊轮箱一9和辊轮箱二10上均设有辊轮11并与驱动机构13连接，辊轮箱一9和辊轮箱二10上的辊轮11一起托起工件5的端部，辊轮箱一9和辊轮箱二10设有调整机构12调整高度，使之与滑台7水平位置相匹配。

所述内焊检测机构包含检测机构一14和检测机构二15，检测机构一14安装在滑板8上，检测机构二15通过检测机构二支架安装在滑板8上；所述内焊单元包含内焊调整机构16和内焊焊枪17，内焊调整机构16设置在滑板8上，内焊调整机构16上设有内焊焊枪17，内焊调整机构16根据内焊检测机构数据实时调整内焊焊枪17焊接位置。

所述外焊检测机构包含电动滑座一18、电动滑座二20和检测机构三22，电动滑座一18水平设置在滑板8上，电动滑座二20通过电动滑座二支架19向上垂直设置在电动滑座一18上，电动滑座二20上设有外焊支架21，检测机构三22通过检测机构三支架23设置在外焊支架21上，使得检测方向与法兰盘端面垂直；所述外焊单元包含外焊调整机构24和外焊焊枪25，外焊调整机构24设置在外焊支架21上，外焊调整机构24上设有外焊焊枪25，外焊调整机构24根据外焊检测机构的数据实时调整外焊焊枪25的焊接位置。

所述跟踪轮27通过跟踪轮支架26与滑板8连接，随滑台7一起做工件水平径向定位，随滑板8一起做轴向调整。

所述辊轮箱二10通过连接臂28与滑台7连接，通过调整机构12可与滑台7一起调整水平径向位置。

所述检测机构一14、检测机构二15和检测机构三22为结构相同的检测机构，检测机构包含顶板29、侧板30、后板31、底板32、激光传感器探头33、微型摆动气缸34、连接套35和护罩36，顶板29和底板32平行设置，顶板29通过侧板30和后板31与底板32相连接，形成框架结构；顶板29和侧板30上分别设置激光传感器探头33和微型摆动气缸34，微型摆动气缸34通过连接套35和护罩36相连接，微型摆动气缸34通过连接套35带动护罩36摆动90°，检测时护罩36打开，激光传感器探头进行焊缝检测；焊接时护罩36摆动到激光传感器探头33前方，保护激光传感器探头33免受焊接飞溅损坏。

所述检测机构一14正对法兰盘1端面设置，检测方向与法兰盘1端面垂直；检测机构二15安装在法兰盘侧面，检测机构二15的检测方向与法兰盘端面之间呈5°夹角，检测机构一和检测机构二水平高度一致。

使用过程中两套本实用新型配合使用，两套本实用新型对称设置在工件5的两端，工件5放置在两端的四个辊轮上。

所述工件两端的移载小车6可带动轴向跟踪机构、辊轮驱动单元、内焊检测机构、内焊单元、外焊检测机构和外焊单元同时做轴向调整，用以适应不用长度的工件；同侧两个辊轮11之间的距离可通过调整机构12进行调整，用以适应不同直径的工件；通过调整机构12调整时，辊轮箱一9和辊轮箱一9上的辊轮不动，辊轮箱二10带动辊轮箱二10上的辊轮移动。

在实施例中，钢管法兰插接焊缝检测跟踪过程如下：

①工件上料：根据工件5长度，两端的移载小车调整到适合位置；根据工件的钢管2直径，辊轮11间距调整到适合位置；满足上述条件后，将工件放置到两端四个辊轮11上，然后进行操作；

②检测机构定位：随着辊轮11调整到水平径向的合适位置，所述轴向跟踪机构的滑台7带动滑板8也一同被水平径向定位，所述检测机构一14以及检测机构二15随即完成水平径向定位；调整轴向跟踪机构的滑板8，使得跟踪轮27贴紧法兰盘端面，所述检测机构一14、检测机构二15和检测机构三22随即完成轴向定位；此时，检测机构一14的激光传感器探头检测点落在钢管端面A上，检测机构二15的激光传感器探头检测点落在钢管与法兰盘插接焊缝B上；调整电动滑座一18和电动滑座二20，对检测机构三22进行水平和垂直的径向调整，使得检测机构三22的激光传感器探头检测点落在法兰孔3上，检测机构三22定位完毕；

③检测机构检测跟踪：所述驱动机构13对辊轮11进行驱动，依靠摩擦力带动工件5转动；检测机构三22检测到法兰孔3时，即为工件5检测起始点，检测机构一14开始检测钢管端面A，检测机构二15开始检测钢管与法兰盘插接焊缝B，检测机构三22再次检测到此法兰孔3，即为工件检测结束点；此时从检测起始点到检测结束点，工件5正好旋转360度；检测机构一14和检测机构二15获取到的数据传输至焊接控制系统；

④焊接：检测机构的微型摆动气缸34通过连接套35带动护罩36摆动，所述护罩36升起对激光传感器探头33进行防护；所述驱动机构13对辊轮11进行驱动，带动工件5转动，使得工件旋转到起始位置，确保焊接起始点准确；工件5持续转动，焊接控制系统根据检测机构传回数据，实时控制内焊焊枪17和外焊焊枪25定位，从而实现根据单个工件情况高质量连续环缝焊接；工件转动360度后，焊接完成；

⑤工件下料：所述电动滑座二20带动外焊支架21，使得外焊单元和检测机构三22整体升起；所述滑板8退回，同时带动跟踪轮27、电动滑座一18和电动滑座二20整体退回；所述检测机构一14、检测机构二15和检测机构三22的微型摆动气缸34通过连接套35带动护罩36摆动90度，使得激光传感器探头33露出，准备进行下一次检测；将焊接后的工件从辊轮上取下。

所述步骤②-⑤的操作，工件两端的本实用新型同时进行。

本实用新型可通过非接触方式对工件进行焊缝检测跟踪，结构简单，体积小，并且检测精度高，解决了钢管法兰插接焊接过程中焊缝的检测跟踪问题。

Claims (6)

1.一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，其特征在于：钢管两端分别插接法兰盘并点焊后称为工件（5），两套检测跟踪装置对称设置在工件（5）的两端；每套检测跟踪装置包含移载小车（6）、轴向跟踪机构、辊轮驱动单元、内焊检测机构、内焊单元、外焊检测机构和外焊单元，移载小车（6）上设置轴向跟踪机构和辊轮驱动单元，轴向跟踪机构上设置内焊检测机构、内焊单元和外焊检测机构，外焊检测机构上设置外焊单元；所述轴向跟踪机构包含滑台（7）、滑板（8）和跟踪轮（27），滑台（7）设置在移载小车（6）上并随之前后滑动，滑台（7）上设置滑板（8），滑板（8）的左前端设有跟踪轮（27）；所述辊轮驱动单元包含辊轮箱一（9）、辊轮箱二（10）、辊轮（11）、调整机构（12）和驱动机构（13），辊轮箱一（9）和辊轮箱二（10）上均设有辊轮（11）并与驱动机构（13）连接，辊轮箱一（9）和辊轮箱二（10）上的辊轮（11）一起托起工件（5）的端部，辊轮箱一（9）和辊轮箱二（10）设有调整机构（12）调整高度，使之与滑台（7）水平位置相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，其特征在于：所述内焊检测机构包含检测机构一（14）和检测机构二（15），检测机构一（14）安装在滑板（8）上，检测机构二（15）通过检测机构支架二安装在滑板（8）上；所述内焊单元包含内焊调整机构（16）和内焊焊枪（17），内焊调整机构（16）设置在滑板（8）上，内焊调整机构（16）上设有内焊焊枪（17）。

3.根据权利要求2所述的一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，其特征在于：所述外焊检测机构包含电动滑座一（18）、电动滑座二（20）和检测机构三（22），电动滑座一（18）水平设置在滑板（8）上，电动滑座二（20）通过电动滑座二支架（19）垂直设置在电动滑座一（18）上，电动滑座二（20）上设有外焊支架（21），检测机构三（22）通过检测机构三支架（23）设置在外焊支架（21）上；所述外焊单元包含外焊调整机构（24）和外焊焊枪（25），外焊调整机构（24）设置在外焊支架（21）上，外焊调整机构（24）上设有外焊焊枪（25）。

4.根据权利要求3所述的一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，其特征在于：所述检测机构一（14）、检测机构二（15）和检测机构三（22）为结构相同的检测机构，检测机构包含顶板（29）、侧板（30）、后板（31）、底板（32）、激光传感器探头（33）、微型摆动气缸（34）、连接套（35）和护罩（36），顶板（29）和底板（32）平行设置，顶板（29）通过侧板（30）和后板（31）与底板（32）相连接，形成框架结构；顶板（29）和侧板（30）上分别设置激光传感器探头（33）和微型摆动气缸（34），微型摆动气缸（34）通过连接套（35）和护罩（36）相连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，其特征在于：所述跟踪轮（27）通过跟踪轮支架（26）与滑板（8）连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种钢管法兰插接焊缝检测跟踪装置，其特征在于：所述辊轮箱二（10）通过连接臂（28）与滑台（7）连接。