立式环焊工装的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种立式环焊工装，包括可旋转平台及与可旋转平台相垂直设置且间隙套装的中空立柱，立柱上套装有导气环、导电环和地线接地铜环；立柱的中空腔内设有气路、电控线路以及焊接地线；立柱上部固定有工件定位机构；可旋转平台上固定有送丝机及焊枪机构。本发明靠减速机提供旋转动力，由导电环进行线路传递，由导气环提供气体的通断及切换，能够实现焊枪在空间上的多维度包括高低左右角度的调整，进行管管、管与法兰、管与平面间的环焊，提高产品差异化切换的效率及焊接质量，实现焊接角度和焊接速度的自由调节，其无限制旋转环焊不用进行回转，能够大大节约时间。本发明适用于管与管、管与法兰、管与平面间的环焊，或者一段弧的焊接。
【专利说明】立式环焊工装【技术领域】
[0001]本发明属于机械加工领域，涉及金属构件的焊接设备，具体地说是一种立式环焊工装。
【背景技术】
[0002]现有技术中，传统的管与法兰焊接、管与管焊接时所采用的环焊技术普遍存在如下缺陷: ①重复性的环焊旋转导致保护气、压缩空气、电路控制等各方面的支持元素出现不同程度的疲劳，出现压缩空气、保护气体输送管路漏气，电路控制方面控制线的折断或漏电等故障；
②线路控制较多，导致整个焊接控制系统比较混乱，维修性比较差；
③焊接角度及速度可调性比较差，焊接质量稳定性差。
[0003]中国专利文献库公开的一种圆焊装置，包括底座、立柱、工作台、气缸、主支撑架、送丝机和焊枪，在立柱中部一侧安装有工作台，立柱的顶端安装有气缸，立柱的顶部一侧安装有主支撑架，所述送丝机安装于主支撑架的顶部，在主支撑架上固定有中空的旋转轴，旋转轴的下端安装有焊枪，旋转轴的顶部安装有导气环，所述导气环内壁中部开设有与气缸连通的导气槽，导气环内壁上、下端部开设有密封导气槽的密封槽，旋转轴上开设有与导气环上导气槽连通的导气通孔；在旋转轴的中部设有与旋转轴同步旋转的导电铜环，对应的主支撑架上安装有与导电铜环配合的导电碳刷，中空的旋转轴内布设有将导电铜环与焊枪之间电路导通的电缆。该专利能实现焊枪的无限回转，而不至于发生电缆、导气管线的缠绕问题。
[0004]但该专利只能实现在整体一个大件上对一个小件进行环焊。当焊接母材为分离的两个独立部件时，该专利无法实现它们之间的环焊(特别是当两个独立部件为外径比较大的部件或整体长度比较长时该专利的结构无法实现焊接)。该专利由于在结构上立柱和焊枪为一体式设计(即焊枪在立柱上)，因此当焊接母材直径较大或较长时整体的环焊过程会出现以下不足:
(1)焊枪角度无法满足要求。焊枪和工件发生干涉或者立柱和焊枪的配合无法达到焊缝的位置；
(2)圆弧的焊接稳定性会出现不稳定现象。当焊接母材(工件)为大直径材料时，焊枪的固定机构会变得很长，且在到达焊缝位置时会出现勉强的状况，焊缝质量的稳定性无法保证；
(3)当工件出现上大下小或者是不规则(外缘呈不规则凸起或其他会产生上面工件在平面上大于下面工件外缘)等特殊情况时，该专利无法完成焊接或者无法保证焊接质量的稳定性。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的，是提供一种立式环焊工装，它采用立柱为支撑，立柱上分布电路、气体控制环路装置，立柱与底座相连，底座与下方的减速机相连，靠减速机提供带动整体旋转的动力，外围则根据需要增添送丝机、焊接电源、PLC电气控制、人机界面、按钮控制、控制柜和/或防护罩等元素以满足生产。
[0006]为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是:
一种立式环焊工装，包括可旋转平台及与可旋转平台相垂直设置且间隙套装的中空立柱，所述立柱固定设置，所述立柱上套装有导气环、导电环和地线接地铜环；所述立柱的中空腔内设有与所述导气环相连接的气路以及与所述导电环相连接的电控线路，还设有与所述地线接地铜环相连接的焊接地线；所述立柱上部固定有工件定位机构；所述可旋转平台上固定有送丝机，还固定有可上下升降且焊接角度可调的焊枪机构。
[0007]作为对本发明的限定:
所述立式环焊工装还包括固定设置的水平延伸的底座，所述立柱固定于所述底座上且向上延伸；所述可旋转平台水平设置于所述底座上，且由固定于所述底座上的减速机构驱动旋转。
[0008]所述工件定位机构经螺栓固定于所述立柱上。
[0009]所述导气环与所述立柱间经密封圈连接，所述导气环的顶部与侧内部设有用于控制压缩空气与保护气体通断的开孔。
[0010]所述导气环的上下两侧经轴承与所述立柱嵌套过盈配合，所述导电环与所述立柱间间隙配合，所述导电环可绕所述立柱旋转。
[0011]所述地线接地铜环经外设的压紧装置与所述焊接地线相连接。
[0012]焊枪机构的升降，由固设于所述可旋转平台上的PLC控制机构控制，所述PLC控制机构的控制线路设于所述立柱的中空腔内，并与所述导电环相连接。
[0013]工件经铜销定位于所述工件定位机构上。这种定位方式用于管与法兰间的焊接。
[0014]工件经外加管定位于所述工件定位机构上。这种定位方式用于管与管间的焊接。
[0015]作为进一步限定，所述减速机构的输出端为竖向转轴，所述竖向转轴上同轴固定联接有齿轮，所述可旋转平台带有与所述齿轮相啮合的齿盘。
[0016]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于: (O减速传动机构驱动可旋转转动平台旋转，从而带动外围的焊接送丝机、焊枪机构旋
转，实现管管、管与法兰、管与平面的各种环焊，或者一段弧的焊接；
(2)立柱与可旋转平台间隙配合，且二者间相互垂直，从而达到焊接质量稳定的效果；
(3)立柱中间为开孔设计，整个腔体用来气路、电路排线设计，从下到上依次装配导气环、导电环、地线接地铜环和工件定位机构，能避免线路缠绕问题；
(4)导气环经轴承与立柱嵌套过盈配合，以保证旋转过程中的垂直度和减少偏磨，从而保证焊接精度；控制焊枪机构升降的气体控制回路，都通过导气环与立柱中空腔内的气路相接通，避免外部裸露过多的连接线；
(5)导电环能够绕立柱自由旋转，导电环的内部进行13-15路的线路设置以满足整个机构的焊接接线要求；
(6)地线接地铜环通过外设压紧装置进行焊接地线的接通，以保证焊接的正常进行；
(7)立柱与工件定位机构通过螺栓定位进行连接，管法兰焊接可通过铜销定位，再在外围加上管的导向定位以满足焊接，管管焊接需要通过两管定位后再进行焊道外露以满足焊枪可到达性进行焊接；
(8)立柱和焊枪为分离结构，立柱固定在垂直的旋转的底座上，当减速机带动旋转平台旋转时，环焊轨迹成型稳定性好，不会对焊接母材产生干涉；
(9)焊枪机构固定在旋转平台上，可以根据焊接母材的大小情况调整焊枪的角度或者焊枪的固定位置，能够保证焊接质量的稳定性和环焊的成型稳定性；
(10)本发明能够实现大直径的环焊，且能保证焊接的稳定性；
(11)本发明还能够实现拼接母材空间多种形状的焊接，能够保证在形状不规则时焊接质量的稳定性。
[0017]本发明的工作过程如下:
工件定位机构将工件定位后，通过外置PLC控制机构调节焊枪机构的自动升降(焊枪机构的焊接角度由固定在可旋转平台上的焊枪固定调节机构调节，调节完成后如果产品不切换，稳定性比较好)，减速机构旋转带动可旋转转动平台旋转，焊枪机构随着可旋转转动平台进行旋转并实施焊接操作，该立式环焊工装可以进行无限循环环焊。
[0018]综上可见，本发明靠减速机提供旋转的动力，能够实现多种产品的管管环焊、管与法兰环焊、管与平面的各种环焊，或者一段弧的焊接，提高了产品差异化切换的效率、焊接质量，实现了焊接角度和焊接速度的自由调节。
[0019]本发明适用于管与管、管与法兰、管与平面的各种环焊，或者一段弧的焊接。
[0020]本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是图1所实施例另一角度的局部结构不意图；
图3是图1、图2所示实施例中立柱I的整体结构示意图；
图4是图3所示立柱I的另一角度的结构示意图；
图5是图1的仰视图；
图6是图1的俯视图；
图中:I一立柱，2—减速机构，3—可旋转平台，4一导气环，5—导电环，6—地线接地铜环，7一工件定位机构，8一焊枪机构，9一工件。
【具体实施方式】
[0022]实施例一种立式环焊工装
参考图1、图2、图5、图6，本实施例包括固定设置的水平延伸的底座，还包括可旋转平台3及中空立柱I。
[0023]立柱I的整体结构如图3与图4所示。立柱I固定于底座上且向上延伸，立柱I上自下至上套装有导气环4、导电环5、地线接地铜环6。立柱I上部经螺栓固定有工件定位机构7。
[0024]立柱I的中空腔内设有与导气环4相连接的气路，以及与导电环5相连接的电控线路，还设有与地线接地铜环6相连接的焊接地线。[0025]减速机构2固定于底座上，输出端为竖向转轴，竖向转轴上同轴固定联接有齿轮。
[0026]可旋转平台3水平设置于底座上，为周边带齿的齿盘结构。参考图6，该齿盘与齿轮相啮合，即可旋转平台3由齿轮驱动旋转。旋转平台3上固定有送丝机，还固定有可上下升降且焊接角度可调的焊枪机构8。
[0027]焊枪机构8自动升降的调整，由固设于可旋转平台3上的PLC控制机构来控制。可旋转平台3上还可以增加人机界面、按钮控制、控制柜和防护罩等设施。
[0028]导气环4与立柱I间经密封圈连接，导气环4的顶部与侧内部设有用于控制压缩空气与保护气体通断的开孔，开孔用于通断气路。
[0029]导气环4的上下两侧经轴承与立柱I嵌套过盈配合，以支撑较大的压紧力及整体的扭矩。导气环4的与立柱I间依靠密封圈进行密封配合。
[0030]导电环5与立柱I之间间隙配合，导电环5可绕立柱I旋转。导电环5内部进行13-15路的线路设置以满足整个机构的焊接接线要求。
[0031]地线接地铜环6经外设的压紧装置与焊接地线相连接。
[0032]PLC控制机构的控制线路设于立柱I的中空腔内，并与导电环5相连接。而焊枪机构8的焊接角度由固定在可旋转平台3上的焊枪固定调节机构调节，调节完成后如果产品不切换，稳定性比较好。
[0033]管与法兰焊接时，工件9经铜销定位于工件定位机构7上；管与管焊接时，工件9经外加管定位于工件定位机构7上。
【权利要求】
1.一种立式环焊工装，其特征在于:包括可旋转平台及与可旋转平台相垂直设置且间隙套装的中空立柱； 所述立柱固定设置，所述立柱上套装有导气环、导电环和地线接地铜环；所述立柱的中空腔内设有与所述导气环相连接的气路以及与所述导电环相连接的电控线路，还设有与所述地线接地铜环相连接的焊接地线；所述立柱上部固定有工件定位机构；所述可旋转平台上固定有送丝机，还固定有可上下升降且焊接角度可调的焊枪机构。
2.根据权利要求1所述的立式环焊工装，其特征在于:所述立式环焊工装还包括固定设置的水平延伸的底座，所述立柱固定于所述底座上且向上延伸；所述可旋转平台水平设置于所述底座上，且由固定于所述底座上的减速机构驱动旋转。
3.根据权利要求1或2所述的立式环焊工装，其特征在于:所述工件定位机构经螺栓固定于所述立柱上。
4.根据权利要求1或2所述的立式环焊工装，其特征在于:所述导气环与所述立柱间经密封圈连接，所述导气环的顶部与侧内部设有用于控制压缩空气与保护气体通断的开孔。
5.根据权利要求1或2所述的立式环焊工装，其特征在于:所述导气环的上下两侧经轴承与立柱嵌套过盈配合。
6.根据权利要求1或2所述的立式环焊工装，其特征在于:所述导电环与所述立柱间间隙配合，所述导电环可绕所述立柱旋转。
7.根据权利要求1或2所述的立式环焊工装，其特征在于:所述地线接地铜环经外设的压紧装置与所述焊接地线相连接。
8.根据权利要求1或2所述的立式环焊工装，其特征在于:焊枪机构的升降，由固设于所述可旋转平台上的PLC控制机构控制，所述PLC控制机构的控制线路设于所述立柱的中空腔内，并与所述导电环相连接。
9.根据权利要求1或2所述的立式环焊工装，其特征在于:工件经铜销或外加管定位于所述工件定位机构上。
10.根据权利要求2所述的立式环焊工装，其特征在于:所述减速机构的输出端为竖向转轴，所述竖向转轴上同轴固定联接有齿轮，所述可旋转平台带有与所述齿轮相啮合的齿盘。
【文档编号】B23K9/32GK104028884SQ201410301176
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】郭宏, 王海东 申请人:长城汽车股份有限公司