一种钢管智能焊接设备的制作方法

本发明涉及热镀锌管焊接装置技术领域，具体讲是一种钢管智能焊接设备。

背景技术：

钢管不仅用于输送流体和粉状固体、交换热能、制造机械零件和容器，它还是一种经济钢材，用钢管制造建筑结构网架、支柱和机械支架，可以减轻重量，节省金属20～40％，而且可实现工厂化机械化施工。其中热镀锌管是为提高钢管的耐腐蚀性能，对一般钢管进行镀锌；镀锌钢管分热镀锌和电镀锌两种，热镀锌镀锌层厚，电镀锌成本低，表面不是很光滑，热镀锌管分为有圆管和方管，两圆管在垂直焊接时，需要沿着相贯线焊接，焊接起来比较麻烦，焊接的比较少，大多都是使用方管焊接，方管焊接时都是沿着两方管交接处的进行焊接，都是直线，焊接起来比较便利。

然而，经分析发现，现有的热镀锌管焊接装置在焊接方管时，大多是手持焊枪进行焊接，加重了工作人员负担，危险性较高；而且，需要将工作台翻转或者重新拆卸固定方管才能将两方管交接处四面焊接好，过程繁琐，焊接效率低下；同时焊接装置配备相应的工具柜，不能储存维修工具，在热镀锌管焊接装置需要维修时，需要花费时间寻找工具，浪费了一定时间。

技术实现要素：

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种钢管智能焊接设备，不但不用工作人员手持焊枪进行焊接，减轻工作人员压力，提高安全系数；而且，不需要将工作台翻转或者重新拆卸固定方管就可以将两方管交接处四面焊接好，焊接效率高；同时，设有工具柜，可以安放维修工具，便于维修设备，不需要从其他地方花费时间寻找工具，节约了时间。

本发明是这样实现的，构造一种钢管智能焊接设备，包括工作台和焊接机构，焊接机构安装于工作台靠中部位置；工作台包括限位框a、旋转夹紧气缸、限位框b、焊接过道口和端面固定气缸，焊接过道口开设于工作台靠中部位置，限位框a安装于焊接过道口一侧，限位框b安装于焊接过道口另一侧，旋转夹紧气缸安装于限位框b和限位框a侧部，端面固定气缸安装于限位框b两端；焊接机构包括焊接支撑环、底座、焊接滑动环、焊接盒和滑动基座，滑动基座安装于底座顶部，两者活动连接，焊接支撑环安装于滑动基座顶部，焊接滑动环滑动连接于焊接支撑环一侧，焊接盒安装于焊接滑动环一侧；焊接支撑环包括侧槽和通槽口，侧槽开设于焊接支撑环侧部，通槽口开设于焊接支撑环靠近底部的一侧。

进一步的，限位框b包括端面夹板、燕尾滑块和燕尾槽，燕尾槽开设于限位框b侧部和底部，燕尾滑块设于端面夹板窄侧部和底部，燕尾滑块嵌入于燕尾槽内部，两者滑动连接；将需要焊接一定规格的热镀锌方管放置在限位框b和限位框a内部，然后通过外部气压系统控制旋转夹紧气缸将热镀锌方管固定，使得两节热镀锌方管呈垂直状态接触，同时限位框b和限位框a内部放置的热镀锌方管接触的位置位于焊接过道口空隙处，再通过外部气压系统控制端面固定气缸推动端面夹板通过燕尾槽在限位框b滑动，将限位框b夹紧的热镀锌方管的端面夹紧，防止限位框b夹紧的热镀锌方管在焊接时侧滑。

进一步的，底座包括滑动槽、螺杆a、制动电机a和工具仓，制动电机a安装于滑动槽一端，螺杆a一端连接于制动电机a一端，螺杆a另一端通过轴承连接于滑动槽另一端，工具仓设于底座底部；螺杆a一端穿过螺纹通孔b，接通制动电机a外部电源，制动电机a运行带动螺杆a转动，螺杆a转动通过螺纹通孔b推动滑动基座在滑动槽内部滑动，滑动基座在滑动槽内部滑动带动焊接支撑环和焊接滑动环在底座顶部滑动，制动电机a受外部plc控制，通过工具仓可以放置一些维修工具，方便维修。

进一步的，焊接滑动环包括t形环钢、工字环钢架、滚珠、滚动轮和齿条，t形环钢一端连接于工字环钢架一侧，滚珠间隔安装于工字环钢架顶端和底端的侧部，滚动轮安装于工字环钢架的顶端和底端，齿条设于工字环钢架顶端两滚动轮之间；焊接滑动环和焊接支撑环一侧开设有缺口，当焊接滑动环在焊接支撑环内部滑动时，通过滚珠和滚动轮减少焊接滑动环和焊接支撑环的摩擦力，同时，通过滚动轮可以将焊接滑动环在焊接支撑环内部支撑起来。

进一步的，焊接盒包括滑动槽a、制动电机b、螺杆b、限位滑动块和智能焊枪，制动电机b安装于滑动槽a一端，螺杆b一端连接于制动电机b一端，螺杆b另一端通过轴承连接于滑动槽a另一端，限位滑动块活动接于滑动槽a内侧，智能焊枪安装于限位滑动块一侧；智能焊枪安装有焊缝追踪器、激光传感器和伸缩杆，可以自动追踪焊缝和伸缩电焊枪管，且通过外部plc控制，螺杆b一端穿过螺纹通孔a，接通制动电机b外部电源，制动电机b运行带动螺杆b转动通过螺纹通孔a推动限位滑动块在滑动槽a内部移动，便于调节智能焊枪的位置。

进一步的，滑动基座包括螺纹通孔b、制动电机b和制动齿轮，螺纹通孔b开设于滑动基座靠底部位置，制动电机b安装于滑动基座靠顶部内腔，制动电机b一端通过轴承穿过滑动基座靠顶部内腔侧壁，其穿过部分安装有制动齿轮；接通制动电机b外部电源，制动电机b运行带动制动齿轮转动，制动电机b通过外部plc控制。

进一步的，限位滑动块靠底部位置开设有螺纹通孔a；螺纹通孔a与螺杆b相适配。

进一步的，制动齿轮穿过通槽口与齿条相啮合；制动电机b运行带动制动齿轮转动时，制动齿轮啮合齿条带动焊接滑动环在焊接支撑环内部相对转动，同时t形环钢带动焊接盒转动。

进一步的，工字环钢架外部嵌套有焊接支撑环，t形环钢一侧穿过侧槽连接于工字环钢架一侧；通过焊接支撑环将工字环钢架支撑起来。

本发明的具体优点体现为：

优点1：将需要的焊接的两热镀锌方管固定好后，接通制动电机b外部电源，制动电机b运行带动螺杆b转动通过螺纹通孔a推动限位滑动块在滑动槽a内部移动，便于通过限位滑动块推动调节智能焊枪的位置，通过限位滑动块将智能焊枪推动至两热镀锌方管交接处后，再通过外部plc控制智能焊枪进行电焊，同时智能焊枪上的激光传感器探测到焊枪管与焊缝的距离反馈给外部plc，然后外部plc通过反馈的信息控制智能焊枪通过焊缝追踪器和伸缩杆调节焊枪管与两热镀锌方管交接处的距离，使得智能焊枪方便对两热镀锌方管交接处进行焊接，然后再通过外部plc控制制动电机b运行带动螺杆b转动通过螺纹通孔a推动限位滑动块带动智能焊枪缓缓移动，将两热镀锌方管交接处的一侧焊接好后，不需要工作人员手持焊枪进行焊接，减轻工作人员压力，提高安全系数。

优点2：接通制动电机b外部电源，通过外部plc控制制动电机b运行带动制动齿轮转动时，制动齿轮啮合齿条带动焊接滑动环通过滚珠和滚动轮在焊接支撑环内部滑动，同时t形环钢带动焊接盒转动，直至智能焊枪上的焊缝追踪器和激光传感器探测到两热镀锌方管顶部交接处与焊接盒平行，此时焊接滑动环一端从焊接支撑环一侧缺口处断口滑出进入焊接支撑环一侧缺口另一处断口，然后再通过外部plc控制智能焊枪通过伸缩杆将焊枪管伸长至原来的长度，并且接触两热镀锌方管顶部交接处进行焊接；

焊接完毕后，通过plc控制智能焊枪控制伸缩杆将焊枪管收缩一定尺寸，再通过外部plc控制制动电机b运行带动螺杆b转动通过螺纹通孔a推动限位滑动块带动智能焊枪移动至焊接盒中部位置，然后通过外部plc控制制动电机b运行带动制动齿轮啮合齿条带动焊接滑动环通过滚珠和滚动轮在焊接支撑环内部滑动，将焊接盒中带动至两热镀锌方管顶以及其他位置进行焊接，不需要将工作台翻转或者重新拆卸固定方管就可以将两方管交接处四面焊接好，焊接效率高。

优点3：进一步的，底座包括滑动槽、螺杆a、制动电机a和工具仓，制动电机a安装于滑动槽一端，螺杆a一端连接于制动电机a一端，螺杆a另一端通过轴承连接于滑动槽另一端，工具仓设于底座底部，通过工具仓可以放置一些维修工具，不需要从其他地方花费时间寻找工具，节约了时间。

附图说明

图1是本发明钢管智能焊接设备结构示意图；

图2是本发明图1俯视图；

图3是本发明限位框b结构示意图；

图4是本发明图3中燕尾滑块局部放大图；

图5是本发明焊接机构结构示意图；

图6是本发明焊接支撑环结构示意图；

图7是本发明底座结构示意图；

图8是本发明图5中焊接支撑环和焊接滑动环b-b方向截面图bb；

图9是本发明焊接盒结构示意图；

图10是本发明螺纹通孔a结构示意图；

图11是本发明滑动基座结构示意图；

图12是本发明工字环钢架和焊接支撑环结构示意图。

图例说明格式：工作台1、焊接机构2、限位框a11、旋转夹紧气缸12、限位框b13、焊接过道口14、端面固定气缸15、端面夹板131、燕尾滑块132、燕尾槽133、焊接支撑环21、底座22、焊接滑动环23、焊接盒24、滑动基座25、侧槽211、通槽口212、滑动槽221、螺杆a222、制动电机a223、工具仓224、t形环钢231、工字环钢架232、滚珠233、滚动轮234、齿条235、滑动槽a241、制动电机b242、螺杆b243、限位滑动块244、智能焊枪245、螺纹通孔a2441、螺纹通孔b251、制动电机b252和制动齿轮253。

具体实施方式

下面将结合附说明书附图对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；此外，术语“第一”、“第二”、“第三”“上、下、左、右”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。同时，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明通过改进在此提供一种钢管智能焊接设备，如说明书附图所示，可以按照如下方式予以实施；包括工作台1和焊接机构2，焊接机构2安装于工作台1靠中部位置；工作台1包括限位框a11、旋转夹紧气缸12、限位框b13、焊接过道口14和端面固定气缸15，焊接过道口14开设于工作台1靠中部位置，限位框a11安装于焊接过道口14一侧，限位框b13安装于焊接过道口14另一侧，旋转夹紧气缸12安装于限位框b13和限位框a11侧部，端面固定气缸15安装于限位框b13两端；焊接机构2包括焊接支撑环21、底座22、焊接滑动环23、焊接盒24和滑动基座25，滑动基座25安装于底座22顶部，两者活动连接，焊接支撑环21安装于滑动基座25顶部，焊接滑动环23滑动连接于焊接支撑环21一侧，焊接盒24安装于焊接滑动环23一侧；焊接支撑环21包括侧槽211和通槽口212，侧槽211开设于焊接支撑环21侧部，通槽口212开设于焊接支撑环21靠近底部的一侧。

如图2-4所示，限位框b13包括端面夹板131、燕尾滑块132和燕尾槽133，燕尾槽133开设于限位框b13侧部和底部，燕尾滑块132设于端面夹板131窄侧部和底部，燕尾滑块132嵌入于燕尾槽133内部，两者滑动连接；将需要焊接一定规格的热镀锌方管放置在限位框b13和限位框a11内部，然后通过外部气压系统控制旋转夹紧气缸12将热镀锌方管固定，使得两节热镀锌方管呈垂直状态接触，同时限位框b13和限位框a11内部放置的热镀锌方管接触的位置位于焊接过道口14空隙处，再通过外部气压系统控制端面固定气缸15推动端面夹板131通过燕尾槽133在限位框b13滑动，将限位框b13夹紧的热镀锌方管的端面夹紧，防止限位框b13夹紧的热镀锌方管在焊接时侧滑。

如图7和图11所示，底座22包括滑动槽221、螺杆a222、制动电机a223和工具仓224，制动电机a223安装于滑动槽221一端，螺杆a222一端连接于制动电机a223一端，螺杆a222另一端通过轴承连接于滑动槽221另一端，工具仓224设于底座22底部；螺杆a222一端穿过螺纹通孔b251，接通制动电机a223外部电源，制动电机a223运行带动螺杆a222转动，螺杆a222转动通过螺纹通孔b251推动滑动基座25在滑动槽221内部滑动，滑动基座25在滑动槽221内部滑动带动焊接支撑环21和焊接滑动环23在底座22顶部滑动，制动电机a223受外部plc控制，通过工具仓224可以放置一些维修工具，方便维修。

如图5、图6和图8所示，焊接滑动环23包括t形环钢231、工字环钢架232、滚珠233、滚动轮234和齿条235，t形环钢231一端连接于工字环钢架232一侧，滚珠233间隔安装于工字环钢架232顶端和底端的侧部，滚动轮234安装于工字环钢架232的顶端和底端，齿条235设于工字环钢架232顶端两滚动轮234之间；焊接滑动环23和焊接支撑环21一侧开设有缺口，当焊接滑动环23在焊接支撑环21内部滑动时，通过滚珠233和滚动轮234减少焊接滑动环23和焊接支撑环21的摩擦力，同时，通过滚动轮234可以将焊接滑动环23在焊接支撑环21内部支撑起来。

如图9所示，焊接盒24包括滑动槽a241、制动电机b242、螺杆b243、限位滑动块244和智能焊枪245，制动电机b242安装于滑动槽a241一端，螺杆b243一端连接于制动电机b242一端，螺杆b243另一端通过轴承连接于滑动槽a241另一端，限位滑动块244活动接于滑动槽a241内侧，智能焊枪245安装于限位滑动块244一侧；智能焊枪245安装有焊缝追踪器、激光传感器和伸缩杆，可以自动追踪焊缝和伸缩电焊枪管，且通过外部plc控制，螺杆b243一端穿过螺纹通孔a2441，接通制动电机b242外部电源，制动电机b242运行带动螺杆b243转动通过螺纹通孔a2441推动限位滑动块244在滑动槽a241内部移动，便于调节智能焊枪245的位置。

如图11所示，滑动基座25包括螺纹通孔b251、制动电机b252和制动齿轮253，螺纹通孔b251开设于滑动基座25靠底部位置，制动电机b252安装于滑动基座25靠顶部内腔，制动电机b252一端通过轴承穿过滑动基座25靠顶部内腔侧壁，其穿过部分安装有制动齿轮253；接通制动电机b252外部电源，制动电机b252运行带动制动齿轮253转动，制动电机b252通过外部plc控制。

如图10所示，限位滑动块244靠底部位置开设有螺纹通孔a2441；螺纹通孔a2441与螺杆b243相适配。

如图6和图11所示，制动齿轮253穿过通槽口212与齿条235相啮合；制动电机b252运行带动制动齿轮253转动时，制动齿轮253啮合齿条235带动焊接滑动环23在焊接支撑环21内部相对转动，同时t形环钢231带动焊接盒24转动。

如图8所示，工字环钢架232外部嵌套有焊接支撑环21，t形环钢231一侧穿过侧槽211连接于工字环钢架232一侧；通过焊接支撑环21将工字环钢架232支撑起来。

该种钢管智能焊接设备的工作原理：工作人员将需要焊接一定规格的热镀锌方管放置在限位框b13和限位框a11内部，然后通过外部气压系统控制旋转夹紧气缸12将热镀锌方管固定，使得两节热镀锌方管呈垂直状态接触，同时限位框b13和限位框a11内部放置的热镀锌方管接触的位置位于焊接过道口14空隙处，再通过外部气压系统控制端面固定气缸15推动端面夹板131通过燕尾槽133在限位框b13滑动，将限位框b13夹紧的热镀锌方管的端面夹紧，防止限位框b13夹紧的热镀锌方管在焊接时侧滑；

将需要焊接的热镀锌方管固定好后，接通制动电机a223，通过外部plc控制制动电机a223运行带动螺杆a222转动，螺杆a222转动通过螺纹通孔b251推动滑动基座25在滑动槽221内部滑动，滑动基座25在滑动槽221内部滑动带动焊接支撑环21和焊接滑动环23滑动至底座22位于工作台1底部的那端，此时焊接支撑环21和焊接滑动环23两者一侧的缺口通过焊接过道口14恰好穿过限位框a11固定的热镀锌方管，使得热镀锌方管位于焊接支撑环21和焊接滑动环23圆心位置；

将焊接支撑环21和焊接滑动环23移动好后，再接通制动电机b242外部电源，制动电机b242运行带动螺杆b243转动通过螺纹通孔a2441推动限位滑动块244在滑动槽a241内部移动，便于通过限位滑动块244推动调节智能焊枪245的位置，通过限位滑动块244将智能焊枪245推动至两热镀锌方管交接处后，再通过外部plc控制智能焊枪245进行电焊，同时智能焊枪245上的激光传感器探测到焊枪管与焊缝的距离反馈给外部plc，然后外部plc通过反馈的信息控制智能焊枪245通过焊缝追踪器和伸缩杆调节焊枪管与两热镀锌方管交接处的距离，使得智能焊枪245方便对两热镀锌方管交接处进行焊接，然后再通过外部plc控制制动电机b242运行带动螺杆b243转动通过螺纹通孔a2441推动限位滑动块244带动智能焊枪245缓缓移动，将两热镀锌方管交接处的一侧焊接好后，再通过plc控制智能焊枪245控制伸缩杆将焊枪管收缩一定尺寸，再通过外部plc控制制动电机b242运行带动螺杆b243转动通过螺纹通孔a2441推动限位滑动块244带动智能焊枪245移动至焊接盒24中部位置；

然后接通制动电机b252外部电源，通过外部plc控制制动电机b252运行带动制动齿轮253转动时，制动齿轮253啮合齿条235带动焊接滑动环23通过滚珠233和滚动轮234在焊接支撑环21内部滑动，同时t形环钢231带动焊接盒24转动，直至智能焊枪245上的焊缝追踪器和激光传感器探测到两热镀锌方管顶部交接处与焊接盒24平行，此时焊接滑动环23一端从焊接支撑环21一侧缺口处断口滑出进入焊接支撑环21一侧缺口另一处断口，然后再通过外部plc控制智能焊枪245通过伸缩杆将焊枪管伸长至原来的长度，并且接触两热镀锌方管顶部交接处，然后通过智能焊枪245进行焊接；

将两热镀锌方管顶部交接处焊接好后，再通过plc控制智能焊枪245控制伸缩杆将焊枪管收缩一定尺寸，再通过外部plc控制制动电机b242运行带动螺杆b243转动通过螺纹通孔a2441推动限位滑动块244带动智能焊枪245移动至焊接盒24中部位置，然后通过外部plc控制制动电机b252运行带动制动齿轮253啮合齿条235带动焊接滑动环23通过滚珠233和滚动轮234在焊接支撑环21内部滑动，使得焊接盒24位于两热镀锌方管底部交接处底部，直至智能焊枪245上的焊缝追踪器和激光传感器探测到两热镀锌方管底部交接处与焊接盒24平行，然后重复焊接两热镀锌方管顶部交接处的方式进行焊接，焊接完两热镀锌方管底部交接处后，然后再通过plc控制智能焊枪245控制伸缩杆将焊枪管收缩一定尺寸，再通过外部plc控制制动电机b242运行带动螺杆b243转动通过螺纹通孔a2441推动限位滑动块244带动智能焊枪245移动至焊接盒24中部位置；

然后通过外部plc控制制动电机b252运行带动制动齿轮253啮合齿条235带动焊接滑动环23通过滚珠233和滚动轮234在焊接支撑环21内部滑动，使得焊接盒24位于两热镀锌方管另一侧交接处底部，直至智能焊枪245上的焊缝追踪器和激光传感器探测到两热镀锌方管另一侧交接处与焊接盒24平行，此时焊接滑动环23另一端从焊接支撑环21一侧缺口另一处断口滑出进入焊接支撑环21一侧缺口断口处进入焊接支撑环21内部，然后重复焊接两热镀锌方管侧部交接处的方式进行焊接，此时两热镀锌方管交接处四周都焊接完毕，使得焊接更加牢固；

焊接完毕后，通过plc控制智能焊枪245控制伸缩杆将焊枪管收缩一定尺寸，再通过外部plc控制制动电机b242运行带动螺杆b243转动通过螺纹通孔a2441推动限位滑动块244带动智能焊枪245移动至焊接盒24中部位置，然后通过外部plc控制制动电机b252运行带动制动齿轮253啮合齿条235带动焊接滑动环23通过滚珠233和滚动轮234在焊接支撑环21内部滑动进行复位至两热镀锌方管侧部交接处，同时通过外部plc控制动电机a223运行带动螺杆a222转动，螺杆a222转动通过螺纹通孔b251推动滑动基座25在滑动槽221内部滑动离开工作台1复位，此时两热镀锌方管交接处四周都焊接完毕，使得焊接更加牢固。

综上所述；本发明所述钢管智能焊接设备，与现有热镀锌管焊接装置相比，不但不用工作人员手持焊枪进行焊接，减轻工作人员压力，提高安全系数；而且，不需要将工作台翻转或者重新拆卸固定方管就可以将两方管交接处四面焊接好，焊接效率高；同时，设有工具柜，可以安放维修工具，便于维修设备，不需要从其他地方花费时间寻找工具，节约了时间。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。