一种供暖水套激光自动化焊接生产线及方法与流程

1.本发明涉及供暖水套焊接技术领域，尤其涉及一种供暖水套激光自动化焊接生产线及方法。


背景技术：

2.附图7中的这种市政供暖气用水套，包括内胆和外胆，外胆需要焊接固定在内胆的外部，目前暖气用水套都是人工焊接。
3.内胆需要焊接的位置包括左右两侧钢板与前侧钢板之间接缝处的焊接；以及穿过内胆内部的两根圆管与前后两侧钢板之间接缝处的焊接；还包括侧面钢板与外围底板之间接缝处的焊接。
4.外胆的结构包括内部的圆管、方管，以及位于圆管、方管上下两端的连接板，还包括与连接板相连接的左、右、后侧的三个钢板，外加前侧的一个钢板。水套外胆需要焊接的位置包括圆管、方管上下两端分别与上下两连接板之间接缝处的焊接，以及连接板与左、右、后三个侧板之间接缝处的焊接，还包括左、右侧钢板与前侧钢板之间接缝处的焊接。
5.水套内胆和外胆焊接到一起时，需要焊接的位置包括外胆的左、右侧钢板与内胆的外围底板之间接缝满焊；外胆的前侧钢板与内胆的前侧钢板之间接缝满焊，还包括内胆的所有侧面钢板与外胆的连接板、左侧钢板、右侧钢板、前侧钢板之间接缝满焊。
6.而目前上述结构的暖气市政供暖气用水套都是人工焊接，这样工作效率较低，对焊工的技术要求相对较高，人为原因还会造成焊接质量问题，另外随着人工的工资越来越高，商品的利润越来越低，所有就需要机器代替人工，实现暖气水套的自动化焊接。且现有夹具无法自动的固定水套这种复杂特殊的结构，存在夹紧耗时影响工作效率，稳定性不好的问题。
7.因此，根据以上问题提供一种供暖水套激光自动化焊接生产线及方法，大程度的实现水套自动化焊接，且自动将水套这种复杂特殊的结构固定牢靠，提高工作效率，降低质量问题。


技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本发明提供一种供暖水套激光自动化焊接生产线及方法，其能解决的技术问题是。
9.本发明的技术方案为：
10.一种供暖水套激光自动化焊接生产线，包括用于输送水套内胆的链板输送机一和用于输送水套外胆的链板输送机二，在所述链板输送机一和链板输送机二之间设置有激光焊接组件和旋转变位装置，在所述旋转变位装置的工作台上安装有水套自动夹紧工装，所述旋转变位装置能够带动所述水套自动夹紧工装转动。通过链板输送机运输水套，高效省工，通过水套自动夹紧工装能够自动将水套复杂特殊的结构固定牢靠，自动化程度高，省工省力，提高定位精度和稳定性。通过旋转变位装置自动地带动水套自动夹紧工装旋转，变换
需焊接的工作面，方便后续的焊接工作，代替工人自身挪动，提高了工作效率。通过激光焊接组件实现暖气水套自动化焊接，替代传统的人工来焊接水套，也就避免了人为原因会造成的焊接质量问题，保证焊接质量稳定，提高了产品质量，还可以大幅提高工作效率。
11.本发明的进一步改进还有，水套自动夹紧工装包括机架，在所述机架上安装有竖直压紧组件，在所述机架上位于所述竖直压紧组件的两侧设置有水平移动定位机构；所述水平移动定位机构包括l型的连接件，在所述连接件两端部上靠近竖直压紧组件的一侧分别设置上夹紧部和下夹紧部，所述机架上安装有直线导轨，所述连接件上固定有能够与直线导轨配合的滑块，主驱动组件有两组，分别与两水平移动定位机构中的连接件相连，所述主驱动组件设置在所述机架上，所述主驱动组件能够驱动两水平移动定位机构相互靠近或远离；所述竖直压紧组件包括驱动装置和压紧件，所述压紧件的尺寸与待定位水套的内胆内部两圆管之间的空隙的尺寸相适配，所述驱动装置安装在所述机架上，所述压紧件与驱动装置连接，所述驱动装置能够驱动所述压紧件升降和旋转。通过水套自动夹紧工装的水平移动定位机构完成水套两侧固定，上夹紧部和下夹紧部相配合夹紧水套四周的板壁，也就是两侧水平方向上的固定，配合竖直压紧组件旋转加升降的方式实现水套中部竖直方向压紧，最终实现自动夹紧水套这种复杂特殊的结构，匹配度高，稳定性好。因为水套内部有两根相互平行的圆管结构，两根圆管之间存在空隙，通过驱动装置带动压紧件升降和旋转，去配合将水套内部结构进行压紧，从而起到竖直方向的固定压紧作用。压紧件能够在内胆内部的两圆管之间顺利的穿梭，顺利的实现升降、旋转的压紧功能。
12.本发明的进一步改进还有，连接件包括l型架和固定在所述l型架上下两端的缸座，上夹紧部、下夹紧部分别安装在上下两端的缸座上，在所述缸座上固定滑块；机架包括底架，所述底架顶部中间安装有限位板，所述底架两侧固定有安装架；所述安装架包括侧边板和固定在所述侧边板上下两端的两个导轨座，所述侧边板固定在底架的两侧，每个导轨座上均设置有直线导轨。连接件和机架结构简单，稳定可靠，限位板限制水套向下的位置同时也是提供一个稳固的放置平台。
13.本发明的进一步改进还有，驱动装置为旋转升降气缸，所述旋转升降气缸的固定端安装在限位板上，所述旋转升降气缸的伸出端固定压紧件，所述旋转升降气缸能够驱动所述压紧件升降和旋转。因为水套内胆内部有两根平行的管状结构，两根管状结构之间有空隙，通过旋转升降气缸来带动压紧件实现升降和旋转的功能，起到竖直方向的固定压紧作用。
14.本发明的进一步改进还有，主驱动组件包括伺服电机，所述伺服电机通过联轴器与丝杠相连，所述伺服电机与丝杠设置在底架上，所述丝杠上安装丝母，连接件与所述丝母固定，故所述伺服电机能够驱动连接件沿直线导轨滑动。
15.本发明的进一步改进还有，上夹紧部和下夹紧部结构相同，均包括旋转气缸，所述旋转气缸的固定端固定安装在缸座上，所述旋转气缸的旋转端固定有压板一，所述旋转气缸能够驱动所述压板一旋转，在所述缸座端部固定有能够与所述压板一配合的压板二。通过旋转气缸使压板一实现旋转，去配合上压板二的位置，完成后续夹紧。也是为了通过旋转改变压板一位置的方式在固定和松开水套时避免产生干涉，方便顺利取下或固定水套。配合伺服电机驱动，使两侧的上夹紧部和下夹紧部移动，配合夹紧水套四周的板壁。
16.本发明的进一步改进还有，旋转变位装置还包括底座、卡盘，在所述底座两端分别
设置有第一支座和第二支座，所述第一支座顶端设置有动力仓，在所述动力仓内部设置有电机，工作台一端与卡盘连接，所述卡盘与电机驱动端连接，所述工作台另一端通过轴承可转动的安装在所述第二支座。通过旋转变位装置带动水套自动夹紧工装旋转，变换需焊接的工作面，代替工人自身挪动，提高了工作效率，方便后续的焊接工作。电机提供动力带动卡盘转动，由于工作台与卡盘连接在一起，最终实现了工作台上的水套自动夹紧工装的转动。
17.本发明的进一步改进还有，激光焊接组件包括动力装置、主机和支座，所述动力装置与主机连接，在所述支座上安装有多轴机械手，所述多轴机械手末端安装激光头，所述激光头通过光纤与所述主机连接，控制信号通过所述光纤传输，所述多轴机械手通过所述动力装置驱动实现运动。通过激光焊接组件的多轴机械手带动激光头，实现暖气水套自动化焊接。替代了传统的人工焊接水套，也就避免了人为原因会造成的焊接质量问题，大幅提高了工作效率，方便后续的焊接工作。
18.本发明的进一步改进还有，供暖水套激光自动化焊接生产线包括对称设置的两组。
19.一种供暖水套激光自动化焊接方法，包括以下步骤：
20.s1.人工将水套内胆的各组成部分点焊拼接固定到一起，完成水套内胆的初步成型；
21.s2.通过机械手把点焊好的水套内胆放到链板输送机一上，链板输送机一带动水套内胆运送到旋转变位装置前；
22.s3.通过机械手将水套内胆从链板输送机一上拿起，放到旋转变位装置上的水套自动夹紧工装上，水套自动夹紧工装将初步成型的水套内胆夹紧；
23.s4.通过旋转变位装置转动调节水套内胆角度，多轴机械手带动激光头自动对水套内胆所有需要焊接的位置进行全面焊接，当水套内胆完成全面焊接后，水套自动夹紧工装松开；
24.s5.人工将水套外胆的各组成部分点焊拼接固定到一起，完成水套外胆的初步成型；
25.s6.通过机械手把点焊好的水套外胆放到用于输送水套外胆的链板输送机二上，链板输送机二带动水套外胆运送到旋转变位装置前；
26.s7.通过机械手把水套外胆从链板输送机二上拿起，放在位于水套自动夹紧工装上的水套内胆上，然后水套自动夹紧工装将水套外胆和水套内胆夹紧固定到一起；
27.s8.多轴机械手带动激光头，配合旋转变位装置将水套外胆各个面上需要满焊的地方都焊接完，并将水套外胆和水套内胆焊接到一起。
28.本发明的有益效果在于，弥补了现有技术的不足，实现了水套的自动焊接。通过链板输送机运输水套，高效省工。通过水套自动夹紧工装能够自动将水套复杂特殊的结构固定牢靠，自动化程度高，省工省力，提高定位精度和稳定性。通过旋转变位装置自动地带动水套自动夹紧工装旋转，变换需焊接的工作面，方便后续的焊接工作，代替工人自身挪动，提高了工作效率。通过激光焊接组件实现暖气水套自动化焊接，替代传统的人工来焊接水套，也就避免了人为原因会造成的焊接质量问题，保证焊接质量稳定，提高了产品质量，还可以大幅提高工作效率。
29.此外，本发明设计新颖，结构简单、拆卸方便、改装成本低、安全系数高、性价比高，拥有较庞大的市场需求。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明供暖水套激光自动化焊接生产线具体实施方式的立体结构示意图。
32.图2为本发明具体实施方式的水套自动夹紧工装的立体结构示意图。
33.图3为本发明具体实施方式的旋转变位装置的结构示意剖视图。
34.图4为本发明具体实施方式的旋转变位装置、激光焊接组件和水套自动夹紧工装的装配图。
35.图5为本发明具体实施方式的水套的外胆立体结构示意图。
36.图6为本发明具体实施方式夹紧水套的内胆时的局部放大图。
37.图7为本发明具体实施方式的水套总装配图。
38.图中，1、底架，2、限位板，3、安装架，4、直线导轨，5、滑块，6、伺服电机，7、联轴器，8、丝杠，9、丝母，10、连接件，11、内胆，12、旋转气缸，13、压板一，14、压板二，15、旋转升降气缸，16、压紧件，17、侧边板，18、导轨座，19、l型架，20、缸座，21、上夹紧部，22、下夹紧部，23、水套自动夹紧工装，24、旋转变位装置，25、底座，26、卡盘，27、第一支座，28、第二支座，29、动力仓，30、电机，31、工作台，32、多轴机械手，33、激光头，34、支座，35、光纤，36、链板输送机一，37、链板输送机二，38、外胆，39、圆管。
具体实施方式
39.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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，都应当属于本发明保护的范围。
40.下面对本发明实施例中出现的关键术语进行解释。
41.在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
42.在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是电连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
43.如图所示，一种供暖水套激光自动化焊接生产线，包括用于输送水套内胆11的链
板输送机一36和用于输送水套外胆38的链板输送机二37，在链板输送机一36和链板输送机二37之间设置有激光焊接组件和旋转变位装置24，在旋转变位装置24的工作台31上安装有水套自动夹紧工装23，旋转变位装置24能够带动水套自动夹紧工装23转动。
44.其中，激光焊接组件包括动力装置、主机和支座34，动力装置与主机连接，在支座34上安装有多轴机械手32，多轴机械手32末端安装激光头33，激光头33通过光纤35与主机连接，控制信号通过光纤35传输，多轴机械手32通过动力装置驱动实现运动。
45.旋转变位装置24包括底座25、卡盘26和工作台31，在底座25两端分别设置有第一支座27和第二支座28，第一支座27顶端设置有动力仓29，在动力仓29内部设置有电机30，工作台31一端与卡盘26连接，卡盘26与电机30驱动端连接，工作台31另一端通过轴承可转动的安装在第二支座28。
46.水套自动夹紧工装23包括机架，机架包括底部的底架1和固定在底架1两端的安装架3，在两组安装架3上均安装有水平移动定位机构。安装架3包括侧边板17和固定在侧边板17上下两端的两个导轨座18，侧边板17固定在底架1的两侧，每个导轨座18上均设置有直线导轨4，直线导轨4上滑动安装有与直线导轨4相配合的滑块5，滑块5固定在l型的连接座10上，l型的连接件10具体包括l型架19和固定在l型架19上下两端的缸座20，滑块5固定在缸座20上，上下两端的缸座20上分别安装有上夹紧部21和下夹紧部22。在底架1顶部的中间位置固定有限位板2，旋转升降气缸15的固定端安装在限位板2上，旋转升降气缸15的伸出端上固定有压紧件16，压紧件16的尺寸与待定位水套内胆11内部两圆管39之间的空隙的尺寸相适配，旋转升降气缸15能够驱动压紧件16升降，还能驱动压紧件16围绕旋转升降气缸15的伸出端的中心旋转。
47.主驱动组件包括伺服电机6，伺服电机6固定安装在底架1上，伺服电机6通过联轴器7与丝杠8相连，丝杠8远离伺服电机6的一端固定在底架1上，并且在这一端上还安装有缓冲垫。丝杠8上安装丝母9，伺服电机6能够驱动丝母9在丝杠8上移动，丝母9与l型架19固定，所以连接件10能够沿着直线导轨4在安装架3上滑动。
48.上夹紧部21和下夹紧部22结构相同，均包括旋转气缸12、压板一13和压板二14，旋转气缸12的固定端固定安装在缸座20上，旋转气缸12的旋转端朝向旋转升降气缸15的那侧，旋转端固定压板一13，压板二14固定在缸座20上靠近旋转升降气缸15的一端，旋转气缸12能够驱动压板一13旋转，使压板一13能够与压板二14配合。
49.其中，链板输送机一36和链板输送机二37结构相同，具体的均包括输送机架，在输送机架上设置有输送带、主动齿轮、从动齿轮和驱动电机，主动齿轮、从动齿轮通过输送带形成闭环，驱动电机与主动齿轮相连进而驱动输送带运转，输送带由若干链板串接而成。
50.基于上述供暖水套激光自动化焊接生产线的供暖水套激光自动化焊接方法，包括以下步骤：
51.s1.人工将水套内胆11的各组成部分点焊拼接固定到一起，完成水套内胆11的初步成型；
52.s2.通过机械手把点焊好的水套内胆11放到链板输送机一36上，链板输送机一36带动水套内胆11运送到旋转变位装置24前；
53.s3.通过机械手将水套内胆11从链板输送机一36上拿起，放到旋转变位装置24上的水套自动夹紧工装23上，水套自动夹紧工装23将初步成型的水套内胆11夹紧；
54.s4.通过旋转变位装置24转动调节水套内胆11角度，多轴机械手32带动激光头33自动对水套内胆11所有需要焊接的位置进行全面焊接，当水套内胆11完成全面焊接后，水套自动夹紧工装23松开；
55.s5.人工将水套外胆38的各组成部分点焊拼接固定到一起，完成水套外胆38的初步成型；
56.s6.通过机械手把点焊好的水套外胆38放到用于输送水套外胆38的链板输送机二37上，链板输送机二37带动水套外胆38运送到旋转变位装置24前；
57.s7.通过机械手把水套外胆38从链板输送机二37上拿起，放在位于水套自动夹紧工装23上的水套内胆11上，然后水套自动夹紧工装23将水套外胆38和水套内胆11夹紧固定到一起；
58.s8.多轴机械手32带动激光头33，配合旋转变位装置24将水套外胆38各个面上需要满焊的地方都焊接完，并将水套外胆38和水套内胆11焊接到一起。
59.本发明的有益效果在于，弥补了现有技术的不足，弥补了现有技术的不足，通过水套自动夹紧工装23能够自动将水套复杂特殊的结构固定牢靠，自动化程度高，省工省力，提高定位精度和稳定性。通过旋转变位装置24自动地带动水套自动夹紧工装23旋转，变换需焊接的工作面，方便后续的焊接工作，代替工人自身挪动，提高了工作效率。通过激光焊接组件实现暖气水套自动化焊接，替代传统的人工来焊接水套，也就避免了人为原因会造成的焊接质量问题，保证焊接质量稳定，提高了产品质量，还可以大幅提高工作效率。
60.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。