一種復(fù)合管縱縫自動焊接設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種復(fù)合管縱縫自動焊接設(shè)備，該設(shè)備適用 于不誘鋼和碳鋼雙金屬復(fù)合管縱縫的焊接過程。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，雙金屬復(fù)合管的焊接工藝大部分為手工鶴極氣弧焊根焊、過渡焊，焊條電弧 焊填充焊、蓋面焊，焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性難W保證，焊接效率低下。隨著雙金屬復(fù)合管的推廣 應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對雙金屬復(fù)合管焊接過程的自動化越來越迫切。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種復(fù)合管縱縫自動焊接設(shè)備，目的在于有效的實(shí)現(xiàn)復(fù)合管的裝夾定 位和雙層金屬縱縫焊接的自動化和數(shù)字化。
[0004] 本發(fā)明包括主體機(jī)架、焊接工裝，所述焊接工裝固定在所述主體機(jī)架上，所述焊接 工裝包括焊接機(jī)架、雙焊槍機(jī)構(gòu)、焊槍升降、平移機(jī)構(gòu)、前支撐裝置、后支撐裝置、下支撐裝 置、氣動夾緊裝置、忍軸，所述焊接機(jī)架固定在所述主體機(jī)架的左端部，所述雙焊槍機(jī)構(gòu)固 定配合在所述焊槍升降、平移機(jī)構(gòu)的上端，所述焊槍升降、平移機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述主體機(jī)架的 后側(cè)，在所述主體機(jī)架的右端部設(shè)置忍軸支撐旋轉(zhuǎn)架，所述忍軸的一端固定在所述焊接機(jī) 架的上部，所述忍軸的另一端分離式支撐在所述忍軸支撐旋轉(zhuǎn)架上，所述氣動夾緊裝置配 合在所述忍軸的前、后側(cè)，所述氣動夾緊裝置固定在所述焊接機(jī)架的上部，所述雙焊槍機(jī)構(gòu) 配合在所述忍軸、氣動夾緊裝置的上方，所述前、后支撐裝置、下支撐裝置分別設(shè)置在所述 主體機(jī)架的上端，所述前、后支撐裝置分別對稱配合在所述忍軸下方的前、后側(cè)，所述下支 撐裝置對應(yīng)配合在所述忍軸的正下方。
[0005] 本發(fā)明所述忍軸包括管體，在所述管體外側(cè)壁上設(shè)置軸向凹槽，所述軸向凹槽與 相應(yīng)的工件的縱縫對應(yīng)，W保證工件焊接過程中的雙面成型。
[0006] 本發(fā)明在所述前、后支撐裝置下端設(shè)置用于相對移動的驅(qū)動裝置，在所述下支撐 裝置下端設(shè)置升降機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動裝置包括第一步進(jìn)電機(jī)、絲桿、兩根滑軌，兩根所述滑軌 分別固定在所述主體機(jī)架上端的左、右部，所述前、后支撐裝置分別配合在兩根所述滑軌 上，所述第一步進(jìn)電機(jī)固定在所述主體機(jī)架上，所述絲桿固定所述第一步進(jìn)電機(jī)的輸出端， 所述前、后支撐裝置上分別連接正、反內(nèi)螺紋套，所述正、反內(nèi)螺紋套分別與所述絲桿螺紋 連接；所述升降機(jī)構(gòu)包括升降氣缸、兩根豎向?qū)U，所述升降氣缸的下端固定在所述主體機(jī) 架上端，兩根所述豎向?qū)U分別活動配合在所述主體機(jī)架上端的左右部，所述升降氣缸的 上端固定在所述下支撐裝置的下端，兩根所述導(dǎo)桿的上端分別固定在所述下支撐裝置的上 JLjJU 乂而。
[0007] 本發(fā)明所述焊槍升降、平移機(jī)構(gòu)包括豎直設(shè)置的支撐柱，所述支撐柱上連接步進(jìn) 電機(jī)、絲桿升降驅(qū)動裝置和步進(jìn)電機(jī)、絲桿橫向平移驅(qū)動裝置。
[0008] 本發(fā)明所述雙焊槍機(jī)構(gòu)包括左、右焊槍、左焊槍前后驅(qū)動機(jī)構(gòu)、右焊槍前后驅(qū)動機(jī) 構(gòu)、中間支撐板，所述左、右焊槍前后驅(qū)動機(jī)構(gòu)分別固定連接在所述中間支撐板的左、右兩 偵U，所述左、右焊槍前后驅(qū)動機(jī)構(gòu)分別包括步進(jìn)電機(jī)、絲桿、滑塊、導(dǎo)向桿，所述步進(jìn)電機(jī)分 別固定在所述中間支撐板的一端，所述絲桿固定在所述步進(jìn)電機(jī)的輸出端，所述滑塊螺紋 配合在所述絲桿上，所述導(dǎo)向桿設(shè)置在所述絲桿的兩側(cè)并與絲桿平行，所述滑塊與所述導(dǎo) 向桿滑動配合；在兩個所述滑塊上分別固定連接左、右焊槍擺動機(jī)構(gòu)，所述左、右焊槍分別 對應(yīng)固定在左、右焊槍擺動機(jī)構(gòu)上，所述左、右焊槍豎直設(shè)置。
[0009] 本發(fā)明所述氣動夾緊裝置為氣動琴鍵壓緊機(jī)構(gòu)，所述氣動琴鍵壓緊機(jī)構(gòu)包括兩個 壓緊框，所述兩個壓緊框分別對稱設(shè)置在所述忍軸的前、后側(cè)，在個所述壓緊框內(nèi)分別設(shè)置 壓力氣囊，在各所述壓緊框的下端活動連接可伸出、縮回的琴鍵壓板，所述壓力氣囊與所述 琴鍵壓板配合，兩側(cè)的所述琴鍵壓板分別通過壓力氣囊推動相互靠近，實(shí)現(xiàn)夾緊，反之，壓 力氣囊排氣，琴鍵壓板松開。
[0010] 本發(fā)明所述下支撐裝置包括底部支撐架，在所述底部支撐架上設(shè)置若干均布的可 移動支撐塊，各所述可移動支撐塊之間相互活動連接，在各所述可移動支撐塊的上端面分 別設(shè)置定位銷孔。下支撐模裝置上裝有與所焊接工件半徑一致的可移動支撐塊，W保證工 件下表面與可移動支撐塊上表面的接觸?？梢苿又螇K上開有定位銷孔，與工件上的工藝 定位孔配合，W實(shí)現(xiàn)工件的軸向定位。下支撐模的上下運(yùn)動由其下面的氣動裝置驅(qū)動實(shí)現(xiàn)， 根據(jù)焊接工件直徑的不同，下支撐裝置中的支撐塊可W更換成與工件表面曲率半徑一致的 支撐塊，也可根據(jù)工件長度不同來調(diào)整合猶塊數(shù)量和之間間隙。
[0011] 本發(fā)明所述忍軸支撐旋轉(zhuǎn)架包括下支撐架、上旋轉(zhuǎn)架、豎直設(shè)置的支撐伸縮氣缸， 所述下支撐架固定在所述主體機(jī)架上端，所述上旋轉(zhuǎn)架較接在所述下支撐架的上端，所述 支撐伸縮氣缸設(shè)置在所述下支撐架的一側(cè)，所述上旋轉(zhuǎn)架與所述支撐伸縮氣缸之間設(shè)置連 桿，所述連桿的一端固定在所述上旋轉(zhuǎn)架中部，所述連桿的另一端較接在所述支撐伸縮氣 缸的上端。忍軸支撐旋轉(zhuǎn)架在工件裝入忍軸后，支撐伸縮氣缸將上旋轉(zhuǎn)架撐起，上支撐架支 撐忍軸右端，用于承受忍軸所受的向下壓緊力，提高忍軸支撐剛度。
[0012] 本發(fā)明使用時，將開好焊接坡口的工件插入忍軸，下支撐裝置根據(jù)工件直徑運(yùn)動 到設(shè)定位置，并將定位銷插入工件定位工藝孔內(nèi)，實(shí)現(xiàn)工件的軸向定位。忍軸右端的忍軸支 撐裝置中氣缸動作，忍軸支撐旋轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)動并支撐起忍軸右端，W提高工件焊接夾緊時支撐 忍軸的剛度。根據(jù)工件直徑調(diào)整前后支撐裝置中支撐塊的位置，并使其運(yùn)動到設(shè)定位置。由 控制系統(tǒng)觸摸屏中手動界面來調(diào)節(jié)各運(yùn)動裝置，使琴鍵壓緊機(jī)構(gòu)、忍軸、前后支撐裝置W及 下支撐裝置配合使用，實(shí)現(xiàn)工件縱向開口的合縫、定位和夾緊。工件安裝定位后工件焊縫形 成間隙一定的一條直縫，然后根據(jù)焊接工藝要求，由裝有不誘鋼焊絲的左側(cè)焊槍完成封焊、 打底焊和過渡焊，左側(cè)焊槍焊接完成后，由裝有碳鋼焊絲的右側(cè)焊槍完成填充焊和蓋面焊， 實(shí)現(xiàn)雙金屬復(fù)合管縱縫焊接的連續(xù)性和自動化。焊槍焊接運(yùn)動軌跡的規(guī)劃和焊接時每個焊 槍焊接電流、焊接速度、送絲速度等參數(shù)的設(shè)置由觸摸屏人機(jī)界面輸入。另外，本設(shè)備的步 進(jìn)電機(jī)、W及焊接用的電源都是通過智能控制系統(tǒng)的電控柜來控制，按下"自動焊接"按鈕， 左右兩個焊槍按照設(shè)置的焊接參數(shù)依次完成雙層金屬焊縫的焊接，焊接完成后，自動關(guān)閉 焊接電源和所有電機(jī)，琴鍵松開，設(shè)備停止，卸下工件。本設(shè)備機(jī)構(gòu)合理、簡單，自動化程 度高，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合管的裝夾定位和雙層金屬縱縫焊接的自動化和數(shù)字化。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的俯視圖； 圖3為圖2的左視圖； 圖4為圖1的立體圖； 圖5為氣動夾緊裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為下支撐裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為工件受力示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 如圖1、2、3、4、5、6所示，本復(fù)合管縱縫自動焊接設(shè)備包括主體機(jī)架1、焊接工裝2、 智能控制系統(tǒng)3,焊接工裝2固定在主體機(jī)架1上，焊接工裝2與智能控制系統(tǒng)3連接，焊接 工裝2包括焊接機(jī)架4、雙焊槍機(jī)構(gòu)5、焊槍升降、平移機(jī)構(gòu)6、前支撐裝置7、后支撐裝置8、 下支撐裝置9、氣動夾緊裝置10、忍軸11，焊接機(jī)架4固定在主體機(jī)架1的左端部，雙焊槍機(jī) 構(gòu)5固定配合在焊槍升降、平移機(jī)構(gòu)6的上端，焊槍升降、平移機(jī)構(gòu)6設(shè)置在主體機(jī)架1的后 側(cè)，在主體機(jī)架1的右端部設(shè)置忍軸支撐旋轉(zhuǎn)架12,忍軸11的一端固定在焊接機(jī)架4的上 部，忍軸11的另一端分離式支撐在忍軸支撐旋轉(zhuǎn)架12上，氣動夾緊裝置10配合在忍軸11 的前、后側(cè)，氣動夾緊裝置10固定在焊接機(jī)架4的上部，雙焊槍機(jī)構(gòu)5配合在忍軸11、氣動 夾緊裝置10的上方，前、后支撐裝置7、8、下支撐裝置9分別設(shè)置在主體機(jī)架1的上端，前、 后支撐裝置7、8分別對稱配合在忍軸11下方的前、后側(cè)，下支撐裝置9對應(yīng)配合在忍軸11 的正下方。
[0015] 優(yōu)選的，忍軸11包括管體13,在管體13外側(cè)壁上設(shè)置軸向凹槽14,軸向凹槽14 與相應(yīng)的工件的縱縫對應(yīng)，W保證工件焊接過程中的雙面成型。
[0016] 進(jìn)一步的，在前、后支撐裝置7、8下端設(shè)置用于相對移動的驅(qū)動裝置15,在下支撐 裝置9下端設(shè)置升降機(jī)構(gòu)16,驅(qū)動裝置15包括第一步進(jìn)電機(jī)17、絲桿18、兩根滑軌21，兩 根滑軌21分別固定在主體機(jī)架1上端的左、右部，前、后支撐裝置7、8分別配合在兩根滑軌 21上，第一步進(jìn)電機(jī)17固定在主體機(jī)架1上，絲桿18固定第一步進(jìn)電機(jī)17的輸出端，前、 后支撐裝置7、8上分別連接正、反內(nèi)螺紋套，正、反內(nèi)螺紋套分別與絲桿18螺紋連接；升降 機(jī)構(gòu)16包括升降氣缸25、兩根豎向?qū)U26,升降氣缸25的下端固定在主體機(jī)架1上端，