專利名稱：數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種管-管相貫接頭自動(dòng)焊設(shè)備，特別是涉及一種管-管正交、偏 交及斜交角焊縫自動(dòng)焊接的設(shè)備，其主要用于電站鍋爐及管道制造行業(yè)，是屬于數(shù)控、空間 曲線自動(dòng)焊接及技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備。
背景技術(shù)：
在鍋爐及管道行業(yè)，管-管相貫接頭是一種空間曲線的角焊縫，如高端電站鍋爐 產(chǎn)品中的汽水分離器，這是一個(gè)非常重要的部件，其焊接質(zhì)量一直受到制造廠及用戶的高 度重視。分離器的環(huán)縫可采用自動(dòng)焊進(jìn)行焊接，其焊接質(zhì)量可得到可靠的保證，但分離器上 的偏心、斜交管座的角焊縫，至今只能采用手工電弧焊進(jìn)行焊接，不但工作量大，勞動(dòng)條件 差，而且對(duì)焊工的技能、體能均有很高的要求，其焊接質(zhì)量難以得到保證，因此分離器上偏 心斜管座的焊接質(zhì)量、焊接工藝技術(shù)已成為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量和增加生產(chǎn)量 的瓶頸口。隨著電站鍋爐向大容量，高參數(shù)的方向發(fā)展，對(duì)材料的使用性能提出了更高的要 求，分離器的材料等級(jí)已從超臨界機(jī)組的SA-302C提高到P91，對(duì)于焊接質(zhì)量的要求也越來(lái) 越高，同時(shí)隨著生產(chǎn)的發(fā)展，迫切需要提高分離器生產(chǎn)中的機(jī)械化和自動(dòng)化水平，以達(dá)到提 高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低制造成本，改變分離器生產(chǎn)的落后工藝，提高汽水分離器生產(chǎn) 的工藝水平。在母管(如鍋筒，集箱及壓力容器)上焊接正交管座(馬鞍形焊縫)，工業(yè)生產(chǎn)中 既有采用手工電弧焊的方法，也有采用自動(dòng)焊的方法，即采用一套機(jī)械式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn) 馬鞍形運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行自動(dòng)埋弧焊接，但這種機(jī)械式馬鞍形焊機(jī)不能焊接母管與支管的直徑相 差較小或支管與母管呈偏心、斜交的焊縫。目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有用于焊接這種接頭的自動(dòng)焊 設(shè)備和工藝，均只能采用手工電弧焊，雖然基本能滿足焊接生產(chǎn)要求，但存在操作難度大， 焊接質(zhì)量受到人為因素的影響，可適性差，焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率低等問(wèn)題。為此，急 待研制開(kāi)發(fā)用于此類產(chǎn)品的自動(dòng)焊機(jī)。但是，研制開(kāi)發(fā)用于此類自動(dòng)焊機(jī)面臨著如下的難題1.空間位置焊縫成形的控制對(duì)于偏心斜交管-管相貫線的接頭，其焊縫為非對(duì)稱空間馬鞍形曲線，焊接時(shí)，其 焊接部位處于連續(xù)交替的上、下坡焊，由于馬鞍落差過(guò)大，造成焊接時(shí)上坡焊和下坡焊的坡 度過(guò)大，熔池在重力的作用下，導(dǎo)致上坡焊時(shí)咬邊，下坡焊時(shí)未熔合等缺陷，并使焊接成形 嚴(yán)重惡化，直接影響焊縫質(zhì)量，這是難以解決的工藝問(wèn)題。因此，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，必須解 決好偏心、斜交管焊接過(guò)程中的焊接位置，使焊接部位始終處于有利于焊接的水平位置，避 免山下坡。2.焊縫實(shí)際形線與理論運(yùn)動(dòng)軌跡的差異由于工件自身的尺寸公差及加工、裝備誤差等因素，導(dǎo)致按數(shù)學(xué)模型計(jì)算的理論 運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)際的焊縫形線存在差異。因此，數(shù)控系統(tǒng)能否適應(yīng)這種差異，解決好此問(wèn)題，乃是成敗的關(guān)鍵，這正是數(shù)控焊機(jī)與數(shù)控切割機(jī)的區(qū)別，難度系數(shù)大大增加。3.焊接工藝軟件的開(kāi)發(fā)由于此類焊接接頭在不同部位的坡口角度及焊縫截面均不相同，差異極大.需研 發(fā)相應(yīng)的焊接工藝軟件。所以至今為止，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有成功地開(kāi)發(fā)出用于分離器上的偏心斜交管的自動(dòng)焊 機(jī)，只能采用手工焊。由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的管-管相貫接頭設(shè)備在結(jié)構(gòu)、工藝與使用上，顯然仍存在有 不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái) 謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切結(jié)構(gòu) 能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的數(shù)控 管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn) 的目標(biāo)。有鑒于上述現(xiàn)有的管-管相貫接頭焊設(shè)備存在的缺陷，本發(fā) 明人基于從事此類產(chǎn) 品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期 創(chuàng)設(shè)一種新型的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的管_管相貫接 頭焊設(shè)備，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于 創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的管_管相貫接頭焊設(shè)備存在的缺陷，而 提供一種新型的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其提高 管-管相貫角焊縫，即兩個(gè)圓柱體相貫(正交、偏交、斜交)接頭焊接的自動(dòng)化和機(jī)械化水 平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高焊接質(zhì)量，減輕焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，以滿足電站鍋爐 及管道焊接的需求量及質(zhì)量不斷增高的需要，非常適于實(shí)用。本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí) 用新型提出的一種數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于包括有機(jī)頭吊架、焊 劑斗、焊絲盤、送絲機(jī)、接管、焊劑盤、焊槍徑向微調(diào)、焊槍軸向微調(diào)、焊槍、母管、工件回轉(zhuǎn)軸 β、無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架、數(shù)控變位裝置、分離器、實(shí)時(shí)的數(shù)控控制系統(tǒng)、四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和焊接 工藝軟件；上述的數(shù)控變位裝置包括有數(shù)控動(dòng)力頭；上述的分離器是由多個(gè)接管與母管焊 接而成的部件；上述實(shí)時(shí)的數(shù)控控制系統(tǒng)是由多個(gè)控制電路所組成；上述的四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 由焊槍的垂直運(yùn)動(dòng)軸Ζ、水平運(yùn)動(dòng)軸Y、水平運(yùn)動(dòng)軸X、焊槍回轉(zhuǎn)裝置及焊槍姿態(tài)角α運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)所組成；所述焊槍回轉(zhuǎn)裝置包括有焊槍回轉(zhuǎn)裝置、導(dǎo)電集流轂和回轉(zhuǎn)裝置；所述的被焊 接的母管，其一端裝卡在數(shù)控動(dòng)力頭上，其另外的一懸臂端支撐在無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架上；該 母管的中心線即為其工件回轉(zhuǎn)軸β。本實(shí)用新型的目的以及解決其技術(shù)問(wèn)題還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí) 現(xiàn)。前述的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其中所述的焊槍姿態(tài)角α的回轉(zhuǎn)軸 線與焊槍回轉(zhuǎn)裝置的軸線相交且同在一個(gè)鉛垂平面內(nèi)。前述的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其中所述的焊槍的中心線與調(diào)整焊槍姿態(tài)角α的回轉(zhuǎn)軸線在同一平面內(nèi)相交，其交點(diǎn)為焊絲的端部，與調(diào)整焊槍姿態(tài)角α的 回轉(zhuǎn)軸線與焊槍回轉(zhuǎn)裝置的軸線交點(diǎn)重合。前述的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其中所述的焊槍回轉(zhuǎn)裝置(即導(dǎo)電 集流轂，回轉(zhuǎn)裝置)帶動(dòng)焊絲盤、送絲機(jī)、焊槍姿態(tài)角α、焊劑盤、焊槍徑向微調(diào)、焊槍軸向 微調(diào)、焊槍一起做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。前述的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其中被焊接的工件設(shè)置在無(wú)動(dòng)力移 動(dòng)滾輪架上，其一側(cè)的端部由數(shù)控變位裝置夾持，當(dāng)焊槍沿著焊縫運(yùn)動(dòng)時(shí)，數(shù)控變位裝置同 步轉(zhuǎn)動(dòng)，使分離器上斜交管的焊接部位，始終處于埋弧焊工藝所要求的水平位置。前述的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其中所述的數(shù)控變位裝置中的交流 伺服電機(jī)經(jīng)減速器、齒輪傳至回轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)三爪卡盤，卡盤夾緊工件，使其與焊槍同步轉(zhuǎn)動(dòng)， 保證焊接部位處于最佳位置。前述的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其中所述的數(shù)控控制系統(tǒng)由PLC可 編程邏輯控制器、觸摸屏及交流伺服電機(jī)等部分組成，PLC可編程邏輯控制器中包括運(yùn)功模 塊；所述的數(shù)控控制系統(tǒng)根據(jù)輸入的工件特征參數(shù)，經(jīng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算，控制焊槍作非對(duì)稱的 馬鞍形曲線運(yùn)動(dòng)及工件的同步運(yùn)功.使焊接部位處于水平的位置，且具有焊接過(guò)程的實(shí)時(shí) 修正的功能。前述的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其中所述的四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由四套 交流伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌及滾珠絲扛、集流導(dǎo)電機(jī)構(gòu)等部分組成。前述的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其中所述的焊接工藝軟件根據(jù)偏 心、斜交接管在不同位置的坡口角度及所需的焊縫截面，編制自動(dòng)排焊道工藝軟件，該焊接 工藝軟件包括分段設(shè)定焊接速度、徑向運(yùn)動(dòng)增量及兩個(gè)圓柱體相貫(正交、偏交、斜交)接 頭的焊接自動(dòng)排焊道參數(shù)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。經(jīng)由以上可知，為了達(dá) 到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備)，其主要的發(fā)明 內(nèi)容是解決了下面的技術(shù)難題；1.實(shí)現(xiàn)焊接位置的控制把工件放置在一組無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架上，其一側(cè)的端部由數(shù)控變位裝置夾持，當(dāng) 焊槍沿著焊縫運(yùn)動(dòng)時(shí)，變位器同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使分離器上斜交管的焊接部位，始終處于埋弧焊工 藝所要求的最佳位置，即水平位置，以保證焊接質(zhì)量。2.實(shí)現(xiàn)焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡的控制開(kāi)發(fā)帶示教、實(shí)時(shí)控制的數(shù)控系統(tǒng)，根據(jù)焊縫的實(shí)際形線，實(shí)時(shí)修正焊槍的運(yùn)動(dòng)軌 跡，使其逼近焊縫的實(shí)際形線，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的焊接。3.開(kāi)發(fā)焊接工藝軟件根據(jù)非等截面焊縫的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)一套焊接工藝軟件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排焊道。借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備至少具有下 列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本設(shè)備的發(fā)明旨在提高管_管相貫角焊縫，即兩個(gè)圓柱體相貫(正交、 偏交、斜交)接頭焊接的自動(dòng)化和機(jī)械化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高焊接質(zhì)量，減輕焊工 的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，以滿足電站鍋爐及管道焊接的需求量及質(zhì)量不斷增高的需要。綜上所述，本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。[0035]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技 術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征 和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。

圖1是本實(shí)用新型數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備的主視圖。圖2是本實(shí)用新型數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備的側(cè)視圖。1:機(jī)頭吊架2:水平運(yùn)動(dòng)軸Y3 垂直運(yùn)動(dòng)軸ζ4 焊劑斗5 焊絲盤6 送絲機(jī)7:焊槍回轉(zhuǎn)裝置8 焊槍姿態(tài)角α9 數(shù)控動(dòng)力頭10:接管11:水平運(yùn)動(dòng)軸X12:焊劑盤13:焊槍徑向微調(diào)14:焊槍軸向微調(diào)15:焊槍16 母管17 工件回轉(zhuǎn)軸β18 無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下 結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。有關(guān)本實(shí)用新型的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖式的較 佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說(shuō)明，在以下的實(shí)施例中，相同的元件以 相同的編號(hào)表示。本實(shí)用新型數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，所解決的主要的技術(shù)難題如下 所述1.空間位置焊縫成形的控制對(duì)于偏心斜交管-管相貫線的接頭，其焊縫為非對(duì)稱空間馬鞍形曲線，焊接時(shí)，其 焊接部位處于連續(xù)交替的上、下坡焊，由于馬鞍落差過(guò)大，造成焊接時(shí)上坡焊和下坡焊的坡 度過(guò)大，熔池在重力的作用下，導(dǎo)致上坡焊時(shí)咬邊，下坡焊時(shí)未熔合等缺陷，并使焊接成形 嚴(yán)重惡化，直接影響焊縫質(zhì)量，這是難以解決的工藝問(wèn)題。因此，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接，必須解 決好偏心、斜交管焊接過(guò)程中的焊接位置，使焊接部位始終處于有利于焊接的水平位置，避 免山下坡。2.焊縫實(shí)際形線與理論運(yùn)動(dòng)軌跡的差異由于工件自身的尺寸公差及加工、裝備誤差等因素，導(dǎo)致按數(shù)學(xué)模型計(jì)算的理論 運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)際的焊縫形線存在差異。因此，數(shù)控系統(tǒng)能否適應(yīng)這種差異，解決好此問(wèn)題， 乃是成敗的關(guān)鍵，這正是數(shù)控焊機(jī)與數(shù)控切割機(jī)的區(qū)別，難度系數(shù)大大增加。[0055]請(qǐng)參閱圖1、圖2所示，本實(shí)用新型數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備主要包括 有機(jī)頭吊架1、焊劑斗4、焊絲盤5、送絲機(jī)6、接管10、焊劑盤12、焊槍徑向微調(diào)13、焊 槍軸向微調(diào)14、焊槍15、母管16、工件回轉(zhuǎn)軸β 17、無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架18、數(shù)控變位裝置、分 離器、實(shí)時(shí)的數(shù)控控制系統(tǒng)、四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和焊接工藝軟件；上述的數(shù)控變位裝置包括有數(shù)控動(dòng)力頭9 ；上述的分離器是由多個(gè)接管10與母管16焊接而成的部件；上述實(shí)時(shí)的數(shù)控控制系統(tǒng)是由多個(gè)控制電路所組成；上述的四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由焊槍的垂直運(yùn)動(dòng)軸Ζ3、水平運(yùn)動(dòng)軸Υ2、水平運(yùn)動(dòng)軸XII、焊 槍回轉(zhuǎn)裝置7及焊槍姿態(tài)角α 8等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；所述焊槍回轉(zhuǎn)裝置7包括有焊槍回轉(zhuǎn)裝置、導(dǎo)電集流轂和回轉(zhuǎn)裝置；所述的被焊接的母管16，其一端裝卡在數(shù)控動(dòng)力頭9上，其另外的一懸臂端支撐 在無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架18上；該母管16的中心線即為其工件回轉(zhuǎn)軸β 17。本實(shí)用新型數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備在使用中，要求進(jìn)行如下的結(jié)構(gòu) 調(diào)整調(diào)整焊槍姿態(tài)角α 8的回轉(zhuǎn)軸線與焊槍回轉(zhuǎn)裝置7的軸線相交且同在一個(gè)鉛垂平 面內(nèi)；焊槍15的中心線與調(diào)整焊槍姿態(tài)角α 8的回轉(zhuǎn)軸線在同一平面內(nèi)相交，其交點(diǎn)為 焊絲的端部，與調(diào)整焊槍姿態(tài)角α 8的回轉(zhuǎn)軸線與焊槍回轉(zhuǎn)裝置7的軸線交點(diǎn)重合。焊槍回轉(zhuǎn)裝置7(即導(dǎo)電集流轂，回轉(zhuǎn)裝置)帶動(dòng)焊絲盤5、送絲機(jī)6、焊槍姿態(tài)角 α 7、焊劑盤12、焊槍徑向微調(diào)13、焊槍軸向微調(diào)14、焊槍15 —起做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，主要是采用以下的技術(shù)措施達(dá) 到預(yù)期的目的1.焊接位置的控制把被焊接的工件放置在一組無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架18上，其一側(cè)的端部由數(shù)控變位 裝置夾持，當(dāng)焊槍15沿著焊縫運(yùn)動(dòng)時(shí)，數(shù)控變位裝置同步轉(zhuǎn)動(dòng)，使分離器上斜交管的焊接 部位，始終處于埋弧焊工藝所要求的最佳位置，即水平位置，以保證焊接質(zhì)量。數(shù)控變位裝置中的交流伺服電機(jī)經(jīng)減速器、齒輪傳至回轉(zhuǎn)軸，驅(qū)動(dòng)三爪卡盤，卡盤 夾緊工件，使其與焊槍同步轉(zhuǎn)動(dòng)，保證焊接部位處于最佳位置。2.焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡的控制實(shí)時(shí)的數(shù)控控制系統(tǒng)，根據(jù)焊縫的實(shí)際形線，實(shí)時(shí)修正焊槍的運(yùn)動(dòng)軌跡，使其逼近 焊縫的實(shí)際形線，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的焊接。數(shù)控控制系統(tǒng)由PLC可編程邏輯控制器、觸摸屏及交流伺服電機(jī)等部分組成，PLC 中包括運(yùn)功模塊。所述的數(shù)控控制系統(tǒng)根據(jù)輸入的工件特征參數(shù)，經(jīng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算，控制焊 槍作非對(duì)稱的馬鞍形曲線運(yùn)動(dòng)及工件的同步運(yùn)功，使焊接部位處于水平的位置。此外，本系 統(tǒng)還具有示教及焊接過(guò)程的實(shí)時(shí)修正的功能，以解決由于工件自身的尺寸公差及加工、裝 備誤差等因素，導(dǎo)致按數(shù)學(xué)模型計(jì)算的理論運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)際的焊縫形線存在差異的問(wèn)題。3.焊接工藝軟件根據(jù)非等截面焊縫的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)一套焊接工藝軟件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排焊道。[0076]該軟件根據(jù)偏心、斜交接管在不同位置的坡口角度及所需的焊縫截面，編制自動(dòng) 排焊道工藝軟件，包括分段設(shè)定焊接速度、徑向運(yùn)動(dòng)增量及兩個(gè)圓柱體相貫(正交、偏交、 斜交)接頭的焊接自動(dòng)排焊道參數(shù)。 4.四軸運(yùn)動(dòng)焊接機(jī)頭及數(shù)控變位裝置的協(xié)同運(yùn)動(dòng),四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括焊槍的垂直升降Z3、水平運(yùn)動(dòng)軸Y2、水平移動(dòng)XII、焊槍回轉(zhuǎn) 裝置7及焊槍姿態(tài)角α 8等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由四套交流伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌及滾珠絲扛、集流導(dǎo) 電機(jī)構(gòu)等部分組成。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟 悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容 作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi) 容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍 屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于包括有機(jī)頭吊架(1)、焊劑斗(4)、焊絲盤(5)、送絲機(jī)(6)、接管(10)、焊劑盤(12)、焊槍徑向微調(diào)(13)、焊槍軸向微調(diào)(14)、焊槍(15)、母管(16)、工件回轉(zhuǎn)軸β(17)、無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架(18)、數(shù)控變位裝置、分離器、實(shí)時(shí)的數(shù)控控制系統(tǒng)、四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和焊接工藝軟件；上述的數(shù)控變位裝置包括有數(shù)控動(dòng)力頭(9)；上述的分離器是由多個(gè)接管(10)與母管(16)焊接而成的部件；上述實(shí)時(shí)的數(shù)控控制系統(tǒng)是由多個(gè)控制電路所組成；上述的四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由焊槍的垂直運(yùn)動(dòng)軸Z(3)、水平運(yùn)動(dòng)軸Y(2)、水平運(yùn)動(dòng)軸X(11)、焊槍回轉(zhuǎn)裝置(7)及焊槍姿態(tài)角α(8)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所組成；所述焊槍回轉(zhuǎn)裝置(7)包括有焊槍回轉(zhuǎn)裝置、導(dǎo)電集流轂和回轉(zhuǎn)裝置；所述的被焊接的母管(16)，其一端裝卡在數(shù)控動(dòng)力頭(9)上，其另外的一懸臂端支撐在無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架(18)上；該母管(16)的中心線即為其工件回轉(zhuǎn)軸β(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于其中所述 的焊槍姿態(tài)角α (8)的回轉(zhuǎn)軸線與焊槍回轉(zhuǎn)裝置(7)的軸線相交且同在一個(gè)鉛垂平面內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于其中所述 的焊槍(15)的中心線與調(diào)整焊槍姿態(tài)角α (8)的回轉(zhuǎn)軸線在同一平面內(nèi)相交，其交點(diǎn)為焊 絲的端部，與調(diào)整焊槍姿態(tài)角α (8)的回轉(zhuǎn)軸線及焊槍回轉(zhuǎn)裝置(7)的軸線交點(diǎn)重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于其中所述 的焊絲盤(5)、送絲機(jī)(6)、焊槍姿態(tài)角α⑶、焊劑盤(12)、焊槍徑向微調(diào)(13)、焊槍軸向微 調(diào)(14)和焊槍(15)通過(guò)焊槍回轉(zhuǎn)裝置(7)帶動(dòng)共同做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于其中被焊 接的工件設(shè)置在無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架(18)上，其一側(cè)的端部由數(shù)控變位裝置夾持，焊槍(15) 沿著焊縫運(yùn)動(dòng)，數(shù)控變位裝置同步轉(zhuǎn)動(dòng)，并且分離器上斜交管的焊接部位始終處于埋弧焊 接的水平位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于其中所述 的數(shù)控變位裝置中的交流伺服電機(jī)經(jīng)減速器、齒輪傳至回轉(zhuǎn)軸，并驅(qū)動(dòng)焊槍同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控管_管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于其中所述 的數(shù)控控制系統(tǒng)由PLC可編程邏輯控制器、觸摸屏及交流伺服電機(jī)組成，PLC可編程邏輯控 制器中包括運(yùn)功模塊；所述的數(shù)控控制系統(tǒng)控制焊槍作非對(duì)稱的馬鞍形曲線運(yùn)動(dòng)及工件的同步運(yùn)功，其焊接 部位處于水平的位置，且在焊接過(guò)程的實(shí)時(shí)修正。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，其特征在于其中所述 的四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由四套交流伺服電機(jī)、直線導(dǎo)軌及滾珠絲扛、集流導(dǎo)電機(jī)構(gòu)組成。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種數(shù)控管-管相貫接頭埋弧自動(dòng)焊設(shè)備，包括有機(jī)頭吊架、焊劑斗、焊絲盤、送絲機(jī)、接管、焊劑盤、焊槍徑向微調(diào)、焊槍軸向微調(diào)、焊槍、母管、工件回轉(zhuǎn)軸β、無(wú)動(dòng)力移動(dòng)滾輪架、數(shù)控變位裝置、分離器、實(shí)時(shí)的數(shù)控控制系統(tǒng)、四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和焊接工藝軟件；上述的數(shù)控變位包括有數(shù)控動(dòng)力頭；上述的分離器是由多個(gè)接管與母管焊接而成；上述的四軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由焊槍的垂直運(yùn)動(dòng)軸、水平運(yùn)動(dòng)軸、水平運(yùn)動(dòng)軸、焊槍回轉(zhuǎn)裝置及焊槍姿態(tài)角α運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所組成；本實(shí)用新型旨在提高管-管相貫角焊縫的接頭焊接的自動(dòng)化和機(jī)械化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高焊接質(zhì)量，減輕焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度，以滿足電站鍋爐及管道焊接的需求量及質(zhì)量不斷增高的需要。
文檔編號(hào)B23K9/18GK201565708SQ20092011013
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者李世龍, 楊乃文, 贠志華 申請(qǐng)人:北京中電華強(qiáng)焊接工程技術(shù)有限公司