一種篩管焊機及篩管焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明是關于一種篩管焊機及篩管焊接方法，屬于篩管焊接領域，所述的篩管焊機，包括焊槍、焊槍調節(jié)臂、焊接平臺及控制裝置，其中：所述的焊槍調節(jié)臂，包括：微調機構，用于從X、Y、Z三個方向微調所述焊槍的位置；以及大位移調節(jié)機構，用于從X、Y兩個方向對所述焊槍進行大位移調整；所述的焊接平臺，包括：旋轉機構，用于卡住待焊接的篩管，并使其在Z、Y平面內轉動；以及至少一支撐座，用于支撐所述待焊接的篩管，使其垂直于Z、Y平面；所述的控制裝置，用于控制所述焊槍調節(jié)臂，調節(jié)所述焊槍在X、Y、Z三個方向的位置；其中，所述的X、Y、Z三個方向互相垂直。本發(fā)明提供的篩管焊機，產品成型效果好，焊接效率高。
【專利說明】一種篩管焊機及篩管焊接方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種篩管焊機，屬于篩管焊接領域，特別是涉及一種可進行人工智能焊接的篩管焊機。
【背景技術】
[0002]防砂篩管包括基管以及通過焊接的方式與篩管連接的支撐環(huán)和保護套等部件。目前篩管各部件之間的焊接大部分為手工二保焊接，由于基管、支撐環(huán)、保護套的材料存在的公差、變形等因素，加之保護套與支撐環(huán)的焊接又是薄板與厚壁的焊接，因此手工焊接工藝較為困難，焊接時易產生較大的偏差，導致產品成型效果不好，后期工序工作量非常大，并且工人勞動強度大、作業(yè)環(huán)境差。
[0003]現(xiàn)今，對于超薄板(等效)與超厚板二者的焊接工藝通常包括:把要焊接的薄板與厚板預熱至二者對焊槍焊接升溫都不敏感的溫度；在薄板焊縫接合處通過安裝焊接工藝件來盡量增加薄板的熱容量，此調整后的熱容量要與厚板熱容量相當。
[0004]不銹鋼板防砂篩管端口焊接處的機械結構狀況與改善條件有限，不能用預熱、增加薄板施焊處的熱容量等手段來形成符合上述超薄板與厚板進行合理焊接的工藝條件，因此無法通過上述超薄板與厚板的焊接工藝來提高焊縫質量。

【發(fā)明內容】

[0005]我解決現(xiàn)有技術中存在的缺陷，一方面，本發(fā)明提供了一種篩管焊機，其包括焊槍、焊槍調節(jié)臂、焊接平臺及控制裝置，其中:所述的焊槍調節(jié)臂，包括:微調機構，用于從X、Y、Z三個方向微調所述焊槍的位置；以及大位移調節(jié)機構，用于從Χ、Υ兩個方向對所述焊槍進行大位移調整；所述的焊接平臺，包括:旋轉機構，用于卡住待焊接的篩管，并使其在z、Y平面內轉動；以及至少一支撐座，用于支撐所述待焊接的篩管，使其垂直于z、Y平面；所述的控制裝置，用于控制所述焊槍調節(jié)臂，調節(jié)所述焊槍在X、Y、Z三個方向的位置；其中，所述的X、Y、Z三個方向互相垂直。
[0006]較佳的，所述的焊槍調節(jié)臂，還包括偏擺機構，用于控制所述焊槍在Χ、Υ平面內循環(huán)擺動。
[0007]較佳的，所述偏擺機構，包括:偏擺電機；以及擺臂，一端與所述偏擺電機的輸出端連接，另一端與所述焊槍連接，帶動所述焊槍在X、Y平面內循環(huán)擺動。
[0008]較佳的，所述微調機構包括X方向微調單元、Y方向微調單元及Z方向微調單元其分別包括:微調電機，用于提供驅動力；以及滾珠絲桿傳動結構，一端與所述微調電機連接，另一端與所述焊槍連接，帶動所述焊槍在X或Y或Z方向精細移動。
[0009]較佳的，所述大位移調節(jié)機構包括X方向調節(jié)單元及Y方向調節(jié)單元，其分別包括:電機，用于提供驅動力；以及齒條傳動結構，一端與所述電機連接，另一端與所述焊槍連接，帶動所述焊槍在X或Y方向移動。
[0010]較佳的，所述旋轉機構，包括變頻電機、齒形帶傳動結構及三爪卡盤:所述的變頻電機，用于提供不同頻率的驅動力；所述的齒形帶傳動結構，一端所述變頻電機連接，另一端與所述三爪卡盤連接，帶動所述三爪卡盤在Z、Y平面內轉動；所述的三爪卡盤，用于卡接所述待焊接的篩管，并使其在Z、Y平面內轉動。
[0011]較佳的，所述支撐座，包括:支撐面板，用于承托所述待焊接的篩管；升降支架，與所述支撐面板連接，用于調整所述支撐面板的高度。
[0012]較佳的，所述的控制裝置包括焊槍調節(jié)壁控制器，其通過脈沖方式控制所述微調機構，調節(jié)所述焊槍在X、Y兩個方向的位置。
[0013]較佳的，所述的控制裝置還包括:焊槍控制器，用于控制所述焊槍的工作狀態(tài)；以及旋轉機構控制器，用于控制所述旋轉機構的工作狀態(tài)。
[0014]另一方面，本發(fā)明提供了一種篩管焊接方法，使用上述篩管焊機進行焊接，所述焊接方法包括:將篩管待焊接的一端通過所述旋轉機構固定，并通過所述支撐座支撐，使其垂直于Z、Y平面；先通過所述控制裝置，控制所述大位移調節(jié)機構在X、Y兩個方向的移動，使所述焊槍位于所述待焊接區(qū)域上方；然后通過所述控制裝置，控制所述微調機構在X、Y、Z三個方向的移動，使所述焊槍正對焊道，且位于適當?shù)暮附痈叨?；開啟所述焊槍及所述旋轉機構，進行焊接；焊接過程中，觀察焊接狀態(tài)，隨時通過所述控制裝置調整所述焊槍調節(jié)臂，使所述焊槍位于焊接位置。
[0015]借由上述技術方案，本發(fā)明的篩管焊機及篩管焊接方法至少具有下列優(yōu)點:
[0016]本發(fā)明實施例提供的篩管焊機，通過在焊接過程中觀察焊接狀態(tài)，利用控制裝置隨時控制焊槍調節(jié)臂精確調整焊槍位置，使所述焊槍處于合理的焊接位置，得到成型好、強度高無需進行后續(xù)加工的高品質篩管，避免了由于焊件加工誤差、人工操作誤差等因素導致的產品成型效果不好，后期工序工作量大等缺陷，降低了焊接工人的勞動強度，改善了焊接工藝的作業(yè)環(huán)境，提高了焊接效率。
[0017]上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例1提出的一種篩管焊機結構示意圖；
【具體實施方式】
[0019]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的旋轉切削刀具其【具體實施方式】、結構、特征及其功效，詳細說明如后。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征、結構、或特點可由任何合適形式組合。
[0020]實施例1
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的一個實施例提出的一種篩管焊機，其包括焊槍4、焊槍調節(jié)臂、焊接平臺及控制裝置3。本發(fā)明實施例中，面對圖1所在紙面，以垂直于紙面的方向為X方向，以上下方向為Y方向，垂直于X、Y平面的方向為Z方向。所述的焊槍調節(jié)臂包括微調機構及大位移調節(jié)機構8，所述的微調機構可直接或通過連接件間接與所述焊槍4連接，所述微調機構用于從X、Y、Z三個方向微調所述焊槍4的位置，使所述焊槍4位于焊接位置；在本實施例中，所述大位移調節(jié)機構8與所述微調機構固定連接，用于從X、Y兩個方向對所述焊槍4進行大位移調整，使所述焊槍4大致位于篩管的待焊接的區(qū)域內；所述的焊接平臺包括旋轉機構2和支撐待焊接篩管懸臂端的支撐座1，所述的旋轉機構2用于卡住待焊接的篩管10，并使其在Ζ、Υ平面內轉動，所述支撐座I用于支撐所述待焊接的篩管，使其垂直于Ζ、Y平面；所述的控制裝置3用于控制所述焊槍調節(jié)臂，調節(jié)所述焊槍4在X、Y、Z三個方向的位置使所述焊槍4位于所述篩管的待焊接位置。
[0022]使用本發(fā)明實施例提供的篩管焊機進行篩管焊接時，先將篩管10待焊接的一端固定在旋轉機構2內，將所述篩管10的懸臂端放置在支撐座I上，調節(jié)支撐座1Χ、Υ方向的位置，使所述篩管垂直于Ζ、Y平面，以保證篩管10與旋轉機構2同軸轉動；先通過所述控制裝置3控制大位移調節(jié)機構的驅動單元，使其在Χ、Υ兩個方向移動，從而帶動所述焊槍4在Χ、Υ方向進行大位移調整，待所述焊槍4大致位于待焊接區(qū)域時，停止調整所述大位移調節(jié)結構，控制所述微調機構的驅動單元，使其從X、Y、Z三個方向進行小位移移動，實現(xiàn)焊槍4的小位移調整，使所述焊槍4位于焊接位置；啟動焊槍4及所述旋轉機構2，進行焊接；焊接時隨時觀察焊縫寬度、高低、焊接材料等焊接狀態(tài)，根據(jù)具體焊接情況，隨時通過控制裝置調整所述焊槍調節(jié)臂，使所述焊槍4始終位于較佳的焊接位置，直至完成焊接。
[0023]本發(fā)明實施例提供的篩管焊機，通過在焊接過程中觀察焊接狀態(tài)，利用控制裝置隨時控制焊槍調節(jié)臂精確調整焊槍位置，使所述焊槍處于合理的焊接位置，得到成型好、強度高無需進行后續(xù)加工的高品質篩管，避免了由于焊件加工誤差、人工操作誤差等因素導致的產品成型效果不好，后期工序工作量大等缺陷，降低了焊接工人的勞動強度，改善了焊接工藝的作業(yè)環(huán)境，提高了焊接效率。
[0024]所述的焊槍調節(jié)臂還包括偏擺機構5，本實施例中，偏擺機構5 —端與焊槍4連接，一端與所述微調機構連接，用于控制所述焊槍4在X、Y平面內循環(huán)擺動。該偏擺機構5通過擺動適當加寬焊道焊縫，以適應不同焊接工藝及焊縫寬度的要求，偏擺頻率可以根據(jù)焊道焊縫的具體情況調整。
[0025]較佳的，所述偏擺機構5包括偏擺電機及擺臂，所述的偏擺電機用于為所述擺臂提供驅動力，以帶動所述擺臂按照一定的頻率在X、Y平面內循環(huán)擺動，擺動頻率可以通過調整偏擺電機的頻率進行調整；所述的擺臂一端與所述偏擺電機的輸出端連接，另一端與所述焊槍4連接，帶動所述焊槍4隨所述偏擺電機在X、Y平面內循環(huán)擺動，以滿足寬焊縫、大坡口、高強度的焊接要求。
[0026]較佳的，所述微調機構包括X方向微調單元6、Υ方向微調單元9、Ζ方向微調單元7:所述的X方向微調單元6包括微調電機及滾珠絲桿傳動結構，所述微調電機優(yōu)選步進電機，用于提供驅動力，所述滾珠絲桿傳動結構包括蝸輪和滾珠絲桿，所述渦輪一端與所述微調電機連接，另一端與所述滾珠絲桿連接，所述滾珠絲桿的另一端直接或間接與所述焊槍4連接，帶動所述焊槍在X或Y或Z方向精細移動；所述的Y方向微調單元9和Z方向微調單元7同樣各包括一組微調電機與滾珠絲桿傳動單元。所述控制單元3通過分別控制各微調單元的微調電機來實現(xiàn)在各方向的位置微調。為確定各所述微調單元的位置，各所述微調單元還可以包括位置傳感器。
[0027]較佳的，所述大位移調節(jié)機構8包括X方向調節(jié)單元及Y方向調節(jié)單元，各調節(jié)單元各包括一電機及一齒條傳動結構，所述電機用于提供驅動力；齒條傳動結構包括渦輪和直齒條，所述渦輪一端與所述電機連接，另一端與所述直齒條連接，所述直齒條的另一端 直接或間接與所述焊槍4連接,帶動所述焊槍在X或Y方向移動。本實施例中，大位移調節(jié) 結構8通過所述微調結構及偏擺機構5間接與所述焊槍4連接。大位移調節(jié)機構能夠滿足 對不同規(guī)格、不同技術參數(shù)的篩管的焊接位置的調整要求。
[0028]較佳的，所述旋轉機構2包括：變頻電機、齒形帶傳動結構及三爪卡盤，所述的變 頻電機用于提供不同頻率的驅動力；所述的齒形帶傳動結構一端所述變頻電機連接，另一 端與所述三爪卡盤連接，帶動所述三爪卡盤在Z、Y平面內轉動；所述的三爪卡盤，用于卡接 所述待焊接的篩管，并帶動所述篩管在Z、Y平面內轉動，以保證實現(xiàn)篩管的整圈焊接。三爪 卡盤，適應不同規(guī)格篩管，且方便裝卡。
[0029]較佳的，所述支撐座包括支撐面板和升降支架，所述支撐面板用于承托所述待焊 接的篩管；所述升降支架與所述支撐面板連接，用于調整所述支撐面板的高度。通過設置 支撐架，能夠使篩管與所述旋轉機構進行同軸旋轉，從而實現(xiàn)均勻、穩(wěn)定、高質量焊接。較佳 的，所述的升降支架包括兩個支腿，所述支腿一端與所述支撐面板連接，另一端與地面或 其他支撐平面連接，所述支腿包括至少一彎度可變化的彎折處，所述的兩個支腿交叉連接， 且至少包括兩個交叉點，所述的兩個支腿關于交叉點的連線對稱，通過絲杠調節(jié)所述兩個 支腿的交叉角度實現(xiàn)所述支腿支撐高度的變化。該支撐結構構造簡單，高度易于調整。
[0030]較佳的，所述的控制裝置包括焊槍調節(jié)臂控制器，其通過脈沖控制方式控制所述 微調機構，調節(jié)所述焊槍在X、Y兩個方向的位置，以保證精確調整焊槍位置，本發(fā)明實施例 中，所述焊槍調節(jié)臂控制器包括手動脈沖輪。操作時，焊接人員通過肉眼對焊接狀態(tài)進行 觀察，確認焊槍位置與正確位置存在偏差后，通過調整手動脈沖輪控制所述微調機構的X、Y 方向運動，直至所焊槍位于適當?shù)暮附游恢?。本發(fā)明實施例提供的焊機，通過大位移調節(jié)機 構實現(xiàn)焊槍的快速到位，通過調整手動脈沖輪微調機構控制焊槍精準定位，實現(xiàn)高質量焊 接。
[0031]進一步的，所述的控制裝置還包括焊槍控制器及旋轉機構控制器，用于控制所述 焊槍的工作狀態(tài)，例如所述焊槍開啟或關閉及通過焊槍的電流大小等；所述的旋轉機構控 制器，用于控制所述旋轉機構的工作狀態(tài)，例如所述旋轉機構的開啟或關閉以及轉速的高 低等。通過控制裝置統(tǒng)一控制焊槍及旋轉機構，節(jié)省了操作時間，提高了工作效率。
[0032]實施例2
[0033]本發(fā)明實施例提供了一種篩管焊接方法，使用實施例1提供的篩管焊機進行焊 接，所述焊接方法包括以下步驟：
[0034]步驟1 :將篩管10待焊接的一端通過所述旋轉機構2固定，并通過所述支撐座1支 撐，使其垂直于Z、Y平面；
[0035]打開三爪卡盤，將篩管10待焊接的一端從所述三爪卡盤卡扣的一側穿入另一側 穿出，使其待焊接處位于穿出的一側，調整支撐座1的位置，使其支撐住篩管10并使篩管10 垂直于Z、Y平面；
[0036]步驟2 :先通過所述控制裝置3，控制所述大位移調節(jié)機構在X、Y兩個方向的移動， 使所述焊槍位于所述待焊接區(qū)域上方；
[0037]步驟3 :然后通過所述控制裝置3，控制所述微調機構在X、Y、Z三個方向的移動， 使所述焊槍正對焊道，且位于適當?shù)暮附痈叨龋籟0038]通過控制裝置3分別控制X、Y、Z三個方向的微調單元，依次調整焊槍4在各個方向的位置，根據(jù)焊接人員的經驗判斷最佳位置，當焊槍4處于焊接最佳位置時，停止調整；
[0039]步驟4:開啟所述焊槍4及所述旋轉機構2，進行焊接；
[0040]焊接過程中，觀察焊接狀態(tài)，隨時通過所述控制裝置調整所述焊槍調節(jié)臂，使所述焊槍位于合理的焊接位置，直至完成焊接。
[0041]所述的合理的焊接位置包括所述焊槍與焊道的位置、焊接高度等工藝參數(shù)，其由焊接人員根據(jù)經驗判斷。
[0042]本發(fā)明實施例提供的篩管焊接方法，通過在焊接過程中觀察焊接狀態(tài)，利用控制裝置隨時控制焊槍調節(jié)臂精確調整焊槍位置，使所述焊槍處于合理的焊接位置，得到成型好、強度高無需進行后續(xù)加工的高品質篩管，避免了由于焊件加工誤差、人工操作誤差等因素導致的產品成型效果不好，后期工序工作量大等缺陷，降低了焊接工人的勞動強度，改善了焊接工藝的作業(yè)環(huán)境，提高了焊接效率。
【權利要求】
1.一種篩管焊機，其特征在于，其包括焊槍、焊槍調節(jié)臂、焊接平臺及控制裝置，其中: 所述的焊槍調節(jié)臂，包括: 微調機構，用于從X、Y、Z三個方向微調所述焊槍的位置；以及 大位移調節(jié)機構，用于從X、Y兩個方向對所述焊槍進行大位移調整； 所述的焊接平臺，包括: 旋轉機構，用于卡住待焊接的篩管，并使其在Z、Y平面內轉動；以及 至少一支撐座，用于支撐所述待焊接的篩管，使其垂直于Z、Y平面； 所述的控制裝置，用于控制所述焊槍調節(jié)臂，調節(jié)所述焊槍在X、Y、Z三個方向的位置； 其中，所述的X、Y、Z三個方向互相垂直。
2.根據(jù)權利要求1所述的篩管焊機，其特征在于，所述的焊槍調節(jié)臂，還包括偏擺機構，用于控制所述焊槍在X、Y平面內循環(huán)擺動。
3.根據(jù)權利要求2所述的篩管焊機，其特征在于，所述偏擺機構，包括: 偏擺電機；以及 擺臂，一端與所述偏擺電機的輸出端連接，另一端與所述焊槍連接，帶動所述焊槍在X、Y平面內循環(huán)擺動。
4.根據(jù)權利要求1所述的篩管焊機，其特征在于，所述微調機構包括X方向微調單元、Y方向微調單元及Z方向微調單元，其分別包括: 微調電機，用于提供驅動力；以及 滾珠絲桿傳動結構，一端與所述微調電機連接，另一端與所述焊槍連接，帶動所述焊槍在X或Y或Z方向精細移動。
5.根據(jù)權利要求1所述的篩管焊機，其特征在于，所述大位移調節(jié)機構包括X方向調節(jié)單元及Y方向調節(jié)單元，其分別包括: 電機，用于提供驅動力；以及 齒條傳動結構，一端與所述電機連接，另一端與所述焊槍連接，帶動所述焊槍在X或Y方向移動。
6.根據(jù)權利要求1所述的篩管焊機，其特征在于，所述旋轉機構，包括變頻電機、齒形帶傳動結構及三爪卡盤: 所述的變頻電機，用于提供不同頻率的驅動力； 所述的齒形帶傳動結構，一端所述變頻電機連接，另一端與所述三爪卡盤連接，帶動所述三爪卡盤在Z、Y平面內轉動； 所述的三爪卡盤，用于卡接所述待焊接的篩管，并使其在Z、Y平面內轉動。
7.根據(jù)權利要求1所述的篩管焊機，其特征在于，所述支撐座，包括: 支撐面板，用于承托所述待焊接的篩管； 升降支架，與所述支撐面板連接，用于調整所述支撐面板的高度。
8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述的篩管焊機，其特征在于，所述的控制裝置包括焊槍調節(jié)壁控制器，其通過脈沖方式控制所述微調機構，調節(jié)所述焊槍在X、Y兩個方向的位置。
9.根據(jù)權利要求8所述的篩管焊機，其特征在于，所述的控制裝置還包括: 焊槍控制器，用于控制所述焊槍的工作狀態(tài)；以及 旋轉機構控制器，用于控制所述旋轉機構的工作狀態(tài)。
10.一種篩管焊接方法，其特征在于，使用權利要求1-9任一項提供的篩管焊機進行焊接，所述焊接方法包括: 將篩管待焊接的一端通過所述旋轉機構固定，并通過所述支撐座支撐，使其垂直于z、Y平面； 先通過所述控制裝置，控制所述大位移調節(jié)機構在X、Y兩個方向的移動，使所述焊槍位于所述待焊接區(qū)域上方； 然后通過所述控制裝置，控制所述微調機構在X、Y、Z三個方向的移動，使所述焊槍正對焊道，且位于適當?shù)暮附痈叨龋? 開啟所述焊槍及所述旋轉機構，進行焊接； 焊接過程中，觀察焊接狀態(tài)，隨時通過所述控制裝置調整所述焊槍調節(jié)臂，使所述焊槍位于焊接位置。
【文檔編號】B23K37/02GK103692099SQ201310713603
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】姜士湖, 崔洪琪, 齊延明, 楊志清 申請人:安東石油技術（集團）有限公司