本發(fā)明涉及焊接過(guò)程自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種管板接頭全位置自動(dòng)焊接設(shè)備。

背景技術(shù)：

換熱器管板接頭屬于環(huán)縫焊接，接頭數(shù)量眾多，焊縫質(zhì)量要求高，由于工件的體積較大，不適合轉(zhuǎn)動(dòng)。如果采用手工焊接，則效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，且焊縫質(zhì)量難以保證。由于小型管板接頭數(shù)量多，且管子無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，如果采用自動(dòng)化焊接，要求焊槍繞待焊環(huán)縫的軸心旋轉(zhuǎn)，勢(shì)必要求焊接設(shè)備能實(shí)現(xiàn)對(duì)管子中心的快速定位，且能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)一周，完成一條環(huán)縫的焊接。因此需要開(kāi)發(fā)一種環(huán)縫焊接設(shè)備來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種管板接頭全位置自動(dòng)焊接設(shè)備，適用于小型管板接頭數(shù)量多，且管子無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)縫焊接。

本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：一種環(huán)縫焊接設(shè)備，包括定位機(jī)構(gòu)和焊接機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)包括芯軸和與芯軸同軸設(shè)置的空心軸，所述芯軸一端設(shè)有控制芯軸運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)裝置，所述芯軸的另一端可拆卸地設(shè)有適應(yīng)管件內(nèi)徑的圓錐脹體，所述空心軸端部可拆卸地裝有彈性三爪，所述彈性三爪與圓錐脹體相抵接；所述焊接機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)支座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)和焊槍夾持機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)支座為箱體結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)支座上的步進(jìn)電機(jī)和設(shè)于旋轉(zhuǎn)支座內(nèi)部的主動(dòng)齒輪和被動(dòng)齒輪，所述步進(jìn)電機(jī)與主動(dòng)齒輪連接，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪相嚙合，所述從動(dòng)齒輪與焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)固定連接。

進(jìn)一步地，所述焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)為二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)焊槍左右及高度方向上的微調(diào)。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)支座側(cè)面固定設(shè)有延伸板，所述焊槍夾持器通過(guò)延伸板固定在所述旋轉(zhuǎn)支座上。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)裝置為緊定手輪。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)裝置是氣動(dòng)或電動(dòng)裝置。

進(jìn)一步地，還包括控制單元，所述控制單元采用基于微處理器的控制系統(tǒng)，根據(jù)待焊管件的規(guī)格自動(dòng)選取預(yù)置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的存儲(chǔ)記憶，增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性，便于后期功能的擴(kuò)展。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過(guò)彈性三爪的快速脹開(kāi)貼合管子內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)管件的快速定位，完成快速緊鎖固定，提高工作效率；同時(shí)利用較為輕便的機(jī)身機(jī)構(gòu)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；可以通過(guò)更換圓錐脹體和彈性三爪的尺寸，以滿(mǎn)足不同直徑管件的焊接要求，增強(qiáng)產(chǎn)品的柔性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖3是控制系統(tǒng)工作原理示意圖。

圖中：1、芯軸，2、空心軸，3、旋轉(zhuǎn)裝置，4、圓錐脹體，5、彈性三爪，6、旋轉(zhuǎn)支座，7、傳動(dòng)系統(tǒng)，7.1、步進(jìn)電機(jī)，7.2、主動(dòng)齒輪，7.3、齒輪，8、焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)，9、焊槍夾持器，10、延伸板。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例一

如圖1和圖2所示的一種管板接頭全位置自動(dòng)焊接設(shè)備，包括定位機(jī)構(gòu)和焊接機(jī)構(gòu)，所述定位機(jī)構(gòu)包括芯軸1和與芯軸1同軸設(shè)置的空心軸2，所述芯軸1一端設(shè)有控制芯軸1運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)裝置3，所述旋轉(zhuǎn)裝置3為緊定手輪。所述芯軸1的另一端可拆卸地設(shè)有適應(yīng)管件內(nèi)徑的圓錐脹體4，所述空心軸2端部可拆卸地裝有彈性三爪5，所述彈性三爪5與圓錐脹體4相抵接。所述定位機(jī)構(gòu)通過(guò)旋轉(zhuǎn)緊定手輪3帶動(dòng)芯軸1及固定在芯軸1上的圓錐脹體4沿軸線方向運(yùn)動(dòng)，使彈性三爪5向外擴(kuò)張緊貼管子內(nèi)壁，根據(jù)“三點(diǎn)定心”的原理，從而實(shí)現(xiàn)焊接設(shè)備對(duì)待焊管件軸心自動(dòng)快速定位和可靠固定；焊接完畢，反方向旋轉(zhuǎn)緊定手輪，可以實(shí)現(xiàn)焊接設(shè)備與管件的快速分離。所述焊接機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)支座6、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7、焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)8和焊槍夾持機(jī)構(gòu)9，所述旋轉(zhuǎn)支座6為箱體結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括設(shè)于旋轉(zhuǎn)支座6上的步進(jìn)電機(jī)7.1和設(shè)于旋轉(zhuǎn)支座6內(nèi)部的主動(dòng)齒輪7.2和被動(dòng)齒輪7.3，所述步進(jìn)電機(jī)7.1與主動(dòng)齒輪7.2連接，所述主動(dòng)齒輪7.2與從動(dòng)齒輪7.3相嚙合，所述從動(dòng)齒輪7.3與焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)8固定連接。所述旋轉(zhuǎn)支座6側(cè)面固定設(shè)有延伸板10，所述焊槍夾持器9通過(guò)延伸板10固定在所述旋轉(zhuǎn)支座6上。所述焊接機(jī)構(gòu)能夠保證焊槍準(zhǔn)確繞管件外壁勻速旋轉(zhuǎn)一周，完成管板接頭的環(huán)縫焊接。

具體地，所述焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)8為二維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)焊槍左右及高度方向上的微調(diào)。

使用時(shí)采用人工操作輔助，先將彈性三爪插入管件內(nèi)部，空心軸2不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)緊定手輪3帶動(dòng)芯軸1及固定在芯軸1上的圓錐脹體4沿軸線方向運(yùn)動(dòng)，使彈性三爪5向外擴(kuò)張緊貼管件內(nèi)壁，從而實(shí)現(xiàn)焊接設(shè)備對(duì)待焊管件軸心自動(dòng)快速定位和可靠固定；通過(guò)焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)8進(jìn)行焊槍位置的調(diào)整，由位于旋轉(zhuǎn)支座6上的步進(jìn)電機(jī)7.1驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪7.2，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪7.3轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪7.3帶動(dòng)焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)8旋轉(zhuǎn)，焊槍夾持器9在焊槍微調(diào)機(jī)構(gòu)8的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)一周完成環(huán)縫焊接。為避免線圈在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生纏繞，焊槍旋轉(zhuǎn)一周后，步進(jìn)電機(jī)7.1進(jìn)行快速反轉(zhuǎn)，回到初始狀態(tài)。當(dāng)焊接過(guò)程結(jié)束后，反方向旋轉(zhuǎn)緊定手輪3，則可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備與管件的快速分離，實(shí)現(xiàn)下一條焊縫的焊接。此外，全過(guò)程空心軸2與管件相互貼合，不發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。另外可以根據(jù)不同管件的需求選取不同尺寸的圓錐脹體4和彈性三爪5，提高了產(chǎn)品的柔性，同時(shí)也提高了焊接設(shè)備的整體使用壽命。

具體地，所述旋轉(zhuǎn)裝置3也可以采用氣動(dòng)或者電動(dòng)的方式來(lái)控制芯軸1的運(yùn)動(dòng)。

如圖3所示，本發(fā)明還包括控制單元，所述控制單元采用基于微處理器的控制系統(tǒng)，根據(jù)待焊管件的規(guī)格自動(dòng)選取預(yù)置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的存儲(chǔ)記憶，增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性，便于后期功能的擴(kuò)展。控制單元為核心的控制系統(tǒng)的的各個(gè)模塊如下：“焊縫長(zhǎng)度設(shè)定”用于設(shè)定焊接電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)縫的整體或局部進(jìn)行焊接；“焊接速度設(shè)定”用于設(shè)定焊接速度；“電壓電流設(shè)定”用于在線修改焊接規(guī)范參數(shù)；“焊縫信號(hào)識(shí)別”用于判定是否引弧成功，引弧成功之后開(kāi)始焊接電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；“焊接啟動(dòng)”用于啟動(dòng)整個(gè)焊接過(guò)程；“焊機(jī)”環(huán)節(jié)和焊機(jī)相連，在線啟動(dòng)焊機(jī)和修改焊接規(guī)范參數(shù)；“焊接電機(jī)”用于控制焊接電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)角度。為保證焊接過(guò)程穩(wěn)定，控制系統(tǒng)采用全數(shù)字化控制方式。啟動(dòng)焊接時(shí)，首先引燃電??；電弧引燃后，焊接信號(hào)識(shí)別給出電弧信號(hào)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；在電弧引燃的條件下，按啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，電弧熄滅，同時(shí)電機(jī)停止。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離發(fā)明的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。