自动直管法兰焊接机

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自动直管法兰焊接机\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种焊接机，特别涉及一种适用于插式法兰组装形式的焊接，也适用于对接式法兰组装形式的焊接的自动直管法兰焊接机。\n背景技术\n[0002] 现有技术中的焊接，都是人工进行焊接，焊接的效率低，而且焊接的质量不高，导致焊接处打磨时间增长，焊材严重的浪费，而且有特殊方位的焊处，无法通过人工达到焊接，致使大大增加了操作工人的劳动强度，使得加工的质量不高，加工能力弱。\n[0003] 中国专利CN200820123041.X，公开一种半自动法兰焊接装置，该装置包括：设置于装置一端的气压泵；设置于装置另一端的电动机；分别与气压泵以及电动机相连的两个靠塞；设置于两个靠塞之间的水平支撑轴与电动机相连，在电动机带动下转动；两个靠塞平行，且与支撑轴垂直。此实用新型是一种简易的焊接机，适合那种焊接难度低，对焊接的质量要求不高的用户使用，不适合那种大型的复杂的金属结构的焊接。\n发明内容\n[0004] 本发明的主要目的是解决现有技术中存在的不足，提出一种自动化的法兰焊接生产线，既适用于插式法兰组装形式的焊接，也适用于对接式法兰组装形式的焊接，四把焊枪同时焊接的自动直管法兰焊接机。\n[0005] 本发明是通过以下技术途径实现的：\n[0006] 一种自动直管法兰焊接机，包括底座，底座上设有底座导轨，所述的底座导轨上设有台车底座，台车底座上的一侧设有控制系统，所述的台车底座上设有焊枪机，所述的焊枪机包括纵向调节机构、横向调节机构、内焊枪机构、外焊枪机构、滚轮调节机构，所述的内焊枪机构包括内焊枪立柱装置和内焊枪装置，所述的外焊枪机构包括外焊枪立柱装置和外焊枪装置，所述的纵向调节机构包括纵向操作箱、手柄、纵向丝杠、纵向导轨、纵向滑块和焊枪固定托盘，所述的台车底座上设有纵向操作箱，所述的纵向操作箱中设有纵向丝杠，所述的纵向丝杠与纵向导轨相固定连接，所述的纵向导轨与纵向滑块相匹配，所述的纵向滑块上设有焊枪固定托盘，所述的纵向调节机构和横向调节机构通过支撑滑板相固定连接，所述的横向调节机构设在焊枪固定托盘的下方；所述的横向调节机构包括横向操作箱、横向气缸、横向滑块和横向导轨，所述的横向控制箱中设有横向导轨，所述的横向导轨上匹配有横向滑块，所述的横向滑块与横向气缸相连接，所述的横向气缸上设有焊枪固定托盘；所述的焊枪固定托盘上设有内焊枪机构和外焊枪机构；所述的内焊枪立柱装置包括内立柱、内丝杆、内手柄、压轮和导电碳刷，所述的内立柱中设有内丝杆，所述的内丝杆的外端部设有内手柄，所述的内丝杆上套有连接件，所述的连接件上设有压轮和导电碳刷，所述的导电碳刷的下方设有压轮；所述的内焊枪装置包括内纵向控制箱、内纵向步进电机、内纵向丝杆、内纵向导轨、内纵向滑块、内横向控制箱、内横向步进电机、内横向丝杆、内横向杆套、内焊枪枪夹和内焊枪，所述的内纵向控制箱中设有内纵向丝杆，所述的内纵向丝杆与内纵向步进电机相连接，所述的内纵向丝杆与内纵向导轨相配合，所述的内纵向导轨与内纵向滑块相匹配套接，内纵向控制箱上设有内横向控制箱，内横向控制箱中设有内横向丝杆，内横向丝杆的一端连接内横向步进电机，所述的内横向丝杆中套有内横向杆套，内横向杆套与内焊枪枪夹相固定连接，所述的内焊枪枪夹上设有内延伸杆，所述的内延伸杆上固定连接有内焊枪；所述的外焊枪立柱装置包括外立柱、外滑板、外导轨、外丝杆、外电机、托臂、外滑块、压臂和跟踪压轮，所述的外立柱中设有外丝杆，所述的外丝杆连接外电机，外立柱的两侧分别设有外导轨，外导轨与外滑块相匹配，所述的外滑板与外丝杆相套接，所述的外滑板与外导轨相配合，所述的外滑板上设有外连接板，所述的外连接板上设有托臂，所述的托臂上设有压臂，所述的托臂的一端设有跟踪压轮；所述的外焊枪装置包括外纵向步进电机、外纵向丝杆、外纵向滑块、外纵向导轨、外横向步进电机、外横向丝杆、外升降步进电机、外升降丝杆、外焊枪枪夹和外焊枪，所述的外纵向步进电机与外纵向丝杆相连接，外纵向丝杆与外纵向滑块相固定连接，外纵向滑块和外纵向导轨相配合，所述的外纵向导轨上设有外横向丝杆，外横向丝杆与外横向步进电机相连接，所述的外横向丝杆中套有外杆套，所述的外杆套与外连接架相固定，所述的外连接架连接外升降丝杆，外升降丝杆与外升降步进电机相连接，所述的外连接架上设有外焊枪枪夹，外焊枪枪夹中连接有外焊枪，外焊枪装置固定于托臂上；所述的滚轮调节机构包括滚轮调节箱、调节丝杆、变频电机、同步带、传动杆、滚轮和调节手柄，所述的滚轮调节箱中设有调节丝杆，调节丝杆的一端设有调节手柄，所述的调节丝杆与滚轮相连接，所述的变频电机通过同步带与传动杆相连接，传动杆带动滚轮转动；所述的控制系统控制焊枪机。\n[0007] 本发明为熔化极气体保护焊设备，以CO2或CO2+Ar的混合气体做为保护气体.二氧化碳气体保护焊即熔化极惰性气体保护焊，指用金属熔化极作电极，惰性气体(CO2)作焊接方法，简称MIG。相对于其它弧焊机，MIG焊机添加了送丝结构及相应的送丝控制电路，在焊接过程中实现了自动化，不但提高了效率，也减少了损耗。焊接过程中使用廉价的CO2气体作保护，使得起弧容易，焊接成本低而效果好。而且，送丝速度、输出电压可调节，可使两者达到良好匹配，提高了焊接质量，适用于各类焊接。将焊件定位以后有交流变频电流驱动、焊枪引弧、焊丝做电极，靠焊丝与焊件之间，产生的电弧热溶化焊件金属与焊丝，达到焊接的目的。打开焊接电源与PLC控制系统，上下送料机构(送料小车)沿轨道把装好法兰的管子送到两移动台车中间，然后托起管子上升到一定的高度停止动作，两移动台车机构根据管子的长短移动到合适的位置，根据管子的直径的大小把两滚轮的中心距调到合适的位置，上下送料机构(送料小车)动作把管子放在滚轮架上，后离开，通过丝杆、气缸(横向、纵向、竖向)与手动十字架机构来调整两端内、外焊枪的位置，调整好后，根据管子直径的大小调整PLC内部参数，使滚轮架上交流变频电机，带动滚轮转动，同时带动工件旋转，两端内、外焊枪开始焊接，外焊枪配有跟踪装置，即使管径不是太规则，也不影响焊接质量。\n该焊接设备正是利用其工作原理结合机械结构与电气控制部分，通过4把焊枪、工件支撑与滚动机构等实现对管子与法兰两端内外焊缝同时完成。送料小车托管子的机构，不但上下料方便、性能稳定，而且安全。\n[0008] 底座采用型钢拼焊而成，对整体安装地基基础要求低；多点调整结构，调整方便，能确保整体安装后水平度；底座导轨和齿条安装在底座的两边，底座导轨座、齿条座与底座整体焊接，焊接后作应力失效处理再加工导轨座、齿条座等其它安装面，从而保证安装、行走与定位精度。\n[0009] 台车底座位于整个设备底座上面，在台车上面安装有可供台车自由移动的电机减速机、齿轮齿条、移动导轨。台车底座整体采用型钢焊接而成，保证了强度与钢度，台车底座两端有四个焊接挂钩，以便于整个机构可通过车间行吊进行吊装，方便安装；多点调整确保整体安装后水平度。\n[0010] 纵向调整机构紧接于台车底座，是整个焊接装置的纵向粗调机构，通过丝杠来调整内外焊枪整体移动。纵向调整机构采用直线导轨与滑块的形式，结构稳，移动灵活。丝杆两端都配有限位装置，防止有脱轨现象发生。\n[0011] 横向调整机构位于纵向调整机构上面，通过支撑滑板与纵向机构相连接，通过气缸来调整内外焊枪整体移动。横向调整机构采用直线导轨与滑块的形式，结构稳，移动灵活。横向移动是调整焊枪在管件轴向上运动的机构，气缸带动内焊枪压滚顶住管件法兰，能大大降低管件在滚轮架上滚动时发生窜动的情况，同时，由于气缸有一定的缓冲功能，即使是管件发生了细微的窜动，横向调整机构就会跟随管件窜动来调整位置，始终保证焊枪和管件的相对位置不变，保证较高的焊接质量。\n[0012] 焊枪固定托盘与横向调整机构通过支撑滑板相连接，依靠气缸来控制焊枪固定托盘的横向移动，托盘上安装内外焊枪固定与焊接摆动系统、外焊枪竖向调整(立柱)与摆动系统、焊枪送丝系统及导电与滚轮压紧装置。\n[0013] 内焊枪立柱装置为轴向压轮，安装于气缸控制的横向调整机构的焊枪固定托盘之上，可实现手动调整压轮的压紧位置，压紧管件法兰，防止管件轴向窜动，压轮下面安装两块内装有弹簧自动压紧装置的导电碳刷，保证电源电极与管件接触良好，使焊接顺利完成。\n[0014] 外焊枪立柱装置安装于横向调整机构上焊枪固定托盘上，型材焊接件，依靠螺栓连接，便于拆装；立柱固定有直线导轨(导轨安装面焊接后一次加工而成)，导轨滑块通过安装在顶部的电机带动丝杆，来实现外焊枪部件的上下运动，采用直线导轨与滑块的形式，结构稳，移动灵活。丝杆两端都配有限位装置，防止有脱轨现象发生。外焊枪的跟踪滚轮通过压臂固定于托臂上，防止工件在轴向方面的上的跳动，根据管径的不同，从而实现上下移动，跟踪滚轮压紧工件，依靠整个摆动装置的重动自动上下移动；保证工件的平稳转动。立柱两支柱的固定两台松下送丝机，平稳持续的自动送丝，确保的焊接的持续进行。\n[0015] 外焊枪装置固定于托臂上，依靠安装于立柱上导轨滑块的托臂，通过升降来实现上下粗调整。工件外焊缝焊接的准确定位，依靠固定于摆动架上的十字调整机构来实现外焊枪的微调，摆动架在垂直方向安装一台步进电机，水平方向安装两台步进电机，导轨滑块通过步进电机带动丝杆，来分别实现外焊枪部件的前后、左右、上下运动，同时运行来控制外焊枪摆动速度与角度；焊枪枪夹上装有微调装置，在焊接过程中对焊枪进行微调。采用直线导轨与滑块的形式，结构稳，移动灵活。\n[0016] 内焊枪装置固定于焊枪固定托盘上，安装有内焊枪十字摆动架，摆动架在水平方向安装两台步进电机，导轨滑块通过步进电机带动丝杆，来分别实现内焊枪部件的前后、左右水平运动，同时运行来控制内焊枪摆动速度与角度，内焊枪枪夹固定摆动器的十字结构调整机构，直接控制焊枪在水平方向的微调。内焊枪枪夹上装有微调装置，在焊接过程中对焊枪进行微调。\n[0017] 滚轮调节机构中心高600，用于工件的径向定位与支撑，滚轮架一端安装有交流变频电机，同步带带动传动杆转动，传动杆带动蜗轮蜗杆转动，从而使滚轮转动，同时带动工件旋转，根据焊接需要调节滚轮速度；根据不同的管径，通过手动调节丝杆来调整两滚轮的中心距，保证工件的焊接质量，焊接的一致性。\n[0018] 上下送料机构由送料导轨上的托料架(小车)来实现，由导轨、液压缸、电机、托料架、滑轮、油路及控制系统构成。可完成由送料系统传递至上料，焊接后下料。液压站由油箱、液压泵及相关的控制液压阀组成，供油平稳，动作迅速。且整个液压系统功率大、油缸同步性好。电机带动小车沿导轨行至存料架管件的下方，系统控制液压缸动作顶起小车上面的托料架，使管件落到托料架的V型槽中后，小车往回行走把管件运离存料架，托料架初始位置，小车托着管件沿导轨行至两滚轮架中间位置停下，根据滚轮架高度，液压缸顶着托料架上升到合适的高度，根据管件的长短两端移动台车动作，至合适的位置，托料架下降把管件放到滚轮架上，小车托料架复位，小车离开，等焊接完成后，小车重复动作将管件放至另一端的存料架。送料小车托管子的机构，不但上下料方便、性能稳定，而且安全，也可满足不同管件长度的支撑送料要求\n[0019] 作为优选，所述的焊枪机的一侧设有上下送料机构，所述的上下送料机构包括送料导轨、送料电机、托料架、送料底座和液压缸，所述的送料底座中设有送料导轨，所述的送料导轨与送料电机相配合连接，所述的送料底座上设有托料架，所述的托料架中设有液压缸，所述的液压缸控制托料架运动，所述的送料底座的两侧分别设有托料架和液压缸；所述的上下送料机构与焊枪机相对应分布；所述的上下送料机构的两侧分别设有焊枪机，所述的二个焊枪机相对应分布。\n[0020] 作为优选，所述的内焊枪装置中内延伸杆与内焊枪通过内焊微调杆相连接，所述的内焊枪枪夹为内十字微调上下杆，所述的内十字微调上下杆在内微调孔内上下移动；外焊枪装置中的外焊枪枪夹与外焊枪通过外延伸杆相固定连接，所述的外延伸杆通过调节螺母与外焊枪枪夹相固定，所述的外焊枪与外延伸杆通过外调整杆相固定连接；所述的托料架中设有托料槽，所述的送料底座的的侧壁上设有滑轮，所述的滑轮为两两对称状分布。\n[0021] 作为优选，所述的托料槽的张开角度为45度至75度。\n[0022] 因此，本发明所提供自动直管法兰焊接机，自动化程度高，提高焊接效率，减少打磨时间及焊材的浪费，保证焊接质量及焊缝成型美观，操作便捷、省力、减轻劳动强度。\n附图说明\n[0023] 图1是本发明的结构总装示意图；\n[0024] 图2是本发明中焊枪机的放大结构示意图；\n[0025] 图3是图2中K向纵向调节机构的放大结构示意图；\n[0026] 图4是本发明中横向调节机构的放大结构示意图；\n[0027] 图5是本发明中内焊枪立柱装置的放大结构示意图；\n[0028] 图6是本发明中内焊枪装置的放大结构示意图；\n[0029] 图7是本发明中外焊枪立柱装置的放大结构示意图；\n[0030] 图8是图7中A-A的放大剖视结构示意图；\n[0031] 图9是本发明中外焊枪装置的放大结构示意图；\n[0032] 图10是本发明中滚轮调节机构的放大结构示意图；\n[0033] 图11是本发明中上下送料机构的放大结构示意图；\n[0034] 图12是本发明中上下送料机构中的放大侧视结构示意图；\n具体实施方式\n[0035] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。\n[0036] 实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11和图12所示，一种自动直管法兰焊接机，包括底座1，底座1上设有底座导轨2，所述的底座导轨2上设有台车底座3，台车底座3上的一侧设有控制系统4，所述的台车底座3上设有焊枪机5，所述的焊枪机包括纵向调节机构、横向调节机构、内焊枪机构、外焊枪机构、滚轮调节机构，所述的内焊枪机构包括内焊枪立柱装置和内焊枪装置，所述的外焊枪机构包括外焊枪立柱装置和外焊枪装置，所述的纵向调节机构包括纵向操作箱6、手柄7、纵向丝杠8、纵向导轨\n9、纵向滑块10和焊枪固定托盘11，所述的台车底座3上设有纵向操作箱6，所述的纵向操作箱6中设有纵向丝杠8，所述的纵向丝杠8与纵向导轨9相固定连接，所述的纵向导轨9与纵向滑块10相匹配，所述的纵向滑块10上设有焊枪固定托盘11，所述的横向调节机构设在焊枪固定托盘11的下方；所述的横向调节机构包括横向操作箱13、横向气缸14、横向滑块15和横向导轨16，所述的横向控制箱13中设有横向导轨16，所述的横向导轨16上匹配有横向滑块15，所述的横向滑块15与横向气缸14相连接，所述的横向气缸14上设有焊枪固定托盘11；所述的焊枪固定托盘11上设有内焊枪机构和外焊枪机构；所述的内焊枪立柱装置包括内立柱17、内丝杆18、内手柄19、压轮20和导电碳刷21，所述的内立柱17中设有内丝杆18，所述的内丝杆18的外端部设有内手柄19，所述的内丝杆18上套有连接件22，所述的连接件22上设有压轮20和导电碳刷21，所述的导电碳刷21的下方设有压轮20；所述的内焊枪装置包括内纵向控制箱23、内纵向步进电机24、内纵向丝杆25、内纵向导轨26、内纵向滑块27、内横向控制箱28、内横向步进电机29、内横向丝杆30、内横向杆套31、内焊枪枪夹32和内焊枪33，所述的内纵向控制箱28中设有内纵向丝杆25，所述的内纵向丝杆25与内纵向步进电机24相连接，所述的内纵向丝杆25与内纵向导轨26相配合，所述的内纵向导轨26与内纵向滑块27相匹配套接，内纵向控制箱23上设有内横向控制箱28，内横向控制箱28中设有内横向丝杆30，内横向丝杆30的一端连接内横向步进电机29，所述的内横向丝杆30中套有内横向杆套31，内横向杆套31与内焊枪枪夹32相固定连接，所述的内焊枪枪夹32上设有内延伸杆34，所述的内延伸杆34上固定连接有内焊枪33，内延伸杆34与内焊枪33通过内焊微调杆69相连接，所述的内焊枪枪夹32为内十字微调上下杆，所述的内十字微调上下杆在内微调孔70内上下移动；所述的外焊枪立柱装置包括外立柱35、外滑板36、外导轨37、外丝杆38、外电机39、托臂40、外滑块41、压臂42和跟踪压轮43，所述的外立柱35中设有外丝杆38，所述的外丝杆38连接外电机39，外立柱35的两侧分别设有外导轨31，外导轨31与外滑块41相匹配，所述的外滑板36与外丝杆38相套接，所述的外滑板36与外导轨37相配合，所述的外滑板36上设有外连接板44，所述的外连接板44上设有托臂40，所述的托臂40上设有压臂42，所述的托臂40的一端设有跟踪压轮43；所述的外焊枪装置包括外纵向步进电机45、外纵向丝杆46、外纵向滑块47、外纵向导轨48、外横向步进电机49、外横向丝杆50、外升降步进电机51、外升降丝杆52、外焊枪枪夹53和外焊枪54，所述的外纵向步进电机45与外纵向丝杆46相连接，外纵向丝杆46与外纵向滑块47相固定连接，外纵向滑块47和外纵向导轨48相配合，所述的外纵向导轨48上设有外横向丝杆\n50，外横向丝杆50与外横向步进电机49相连接，所述的外横向丝杆50中套有外杆套55，所述的外杆套55与外连接架56相固定，所述的外连接架56连接外升降丝杆52，外升降丝杆\n52与外升降步进电机51相连接，所述的外连接架56上设有外焊枪枪夹53，外焊枪枪夹53中连接有外焊枪54，外焊枪装置固定于托臂40上，外焊枪枪夹53与外焊枪54通过外延伸杆71相固定连接，所述的外延伸杆71通过调节螺母72与外焊枪枪夹53相固定，所述的外焊枪54与外延伸杆71通过外调整杆73相固定连接；所述的滚轮调节机构包括滚轮调节箱\n57、调节丝杆58、变频电机59、同步带60、传动杆61、滚轮62和调节手柄63，所述的滚轮调节箱57中设有调节丝杆58，调节丝杆58的一端设有调节手柄63，所述的调节丝杆58与滚轮62相连接，所述的变频电机59通过同步带60与传动杆61相连接，传动杆61带动滚轮\n62转动；所述的控制系统4控制焊枪机5；所述的焊枪机5的一侧设有上下送料机构，所述的上下送料机构包括送料导轨64、送料电机65、托料架66、送料底座67和液压缸68，所述的送料底座67中设有送料导轨64，所述的送料导轨64与送料电机65相配合连接，所述的送料底座67上设有托料架66，所述的托料架66中设有液压缸68，所述的液压缸68控制托料架66运动，所述的送料底座67的两侧分别设有托料架66和液压缸68，托料架66中设有托料槽74，所述的托料架66的侧壁上设有滑轮75，所述的滑轮75为两两对称状分布，托料槽74的张开角度为45度至75度；所述的上下送料机构与焊枪机5相对应分布；所述的上下送料机构的两侧分别设有焊枪机5，所述的二个焊枪机5相对应分布。\n[0037] 自动直管法兰焊接机是一条自动化的法兰焊接生产线，既适用于插式法兰组装形式的焊接，也适用于对接式法兰组装形式的焊接，四把焊枪同时焊接，大大提高了焊接效率，理想的焊缝成形大大减少了打磨时间和焊材的浪费；焊枪位置可以根据管、直管与法兰不规则间隙、管端面与法兰端面的距离变化随时调整焊接参数，如摆幅等，以保证焊接质量及焊缝成型美观；专机以三菱可编程控制器为核心组成自动焊接控制系统，专机控制柜放置在移动台车上，控制柜上设有操作面板，采用人机界面，所有参数全部数字化处理，在人机界面中可随时观测系统动态变化，便于操作者在焊接过程中观察控制；在焊接过程中可对焊枪水平、垂直方向及角度进行调整，保证焊接工艺的要求；配有自动上、下料、输送系统；符合人机工程的设计使操作者操作便捷、省力、减轻操作者的劳动强度；模块化的设计、智能化的操作系统充分保证了焊接质量，使其具有更高的生产效率与更强的加工能力。