一种筒体组对拼接设备的制作方法

本发明涉及筒体对接工装的技术领域，尤其涉及一种筒体组对拼接设备。

背景技术：

由于大型筒状工件的重量大和尺寸大，对筒体拼接焊接的稳定性、精确度和操作性要求较高。目前使用大型工件焊接作业时，均需要夹持，因此存在夹持精度和稳定受限制、夹持高度无法调节、工件夹持不牢固和工件无法进行旋转加工等缺陷，焊接过程的焊接效率和焊接质量受人工影响较大。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：提供一种筒体的环缝滚动焊接设备。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种筒体组对拼接设备，包括承载机构，包括前端托辊架、可调节式旋转滚轮架和后端托辊架，所述可调节式旋转滚轮架设置于所述前端托辊架和所述后端托辊架的中间；压紧机构，包括压紧托辊和压紧伸缩臂，所述压紧托辊设置于所述可调节式旋转滚轮架的下方，所述压紧伸缩臂设置于所述前端托辊架的侧方；焊接机构，设置于所述可调节式旋转滚轮架的下方。

优选的，还包括滑动限位机构，所述滑动限位机构设置于所述前端托辊架的下方，且所述滑动限位机构与前筒体的前端抵触限位。

优选的，所述可调节式旋转滚轮架包括横向滚动辊、轴座以及升降座；所述横向滚动辊的两端嵌入所述轴座内，且所述轴座与所述升降座的上方连接。

优选的，所述压紧托辊包括横向压紧辊、压紧滑块、压紧滑轨和压紧轴杆；所述横向压紧辊设置于所述压紧滑块的上方，所述压紧滑块的底部与所述压紧滑轨滑动连接，所述压紧轴杆与所述压紧滑块丝杆连接。

优选的，所述压紧伸缩臂包括伸缩压紧辊、连接角板、臂体、升降组件以及伸缩轨道；所述连接角板设置于所述臂体的端侧面，所述伸缩轨道设置于所述臂体的长侧面，所述升降组件与所述伸缩轨道滑动配合连接，且所述伸缩压紧辊设置于所述连接角板的底部。

优选的，所述升降组件还包括升降滑块和升降轨道；所述升降滑块设置于所述伸缩轨道和所述升降轨道之间，所述升降滑块的内侧与所述伸缩轨道滑动连接，所述升降滑块的外侧与所述升降轨道滑动连接。

优选的，所述滑动限位机构包括纵向限位辊、限位滑块、限位滑轨和限位轴杆和变向角板；所述限位滑块设置于所述限位滑轨上与其滑动连接，所述限位轴杆与所述限位滑块的底部丝杆连接，所述变向角板设置于所述限位滑块的上方，所述纵向限位辊设置于所述变向角板的一侧。

优选的，包括输送机构，所述输送机构还包括可升降式侧叉、筒体输送托辊和升降输送台；所述可升降式侧叉设置于所述承载机构的一侧，所述筒体输送托辊位于所述后端托辊架的输送后方，所述升降输送台设置于底座上且位于筒体的下方。

优选的，所述可升降式侧叉包括移动载体、侧叉竖向滑轨、侧叉横向滑轨、延伸臂以及叉杆；所述侧叉竖向滑轨和所述侧叉横向滑轨分别设置于所述移动载体的侧面和底部，所述延伸臂与所述侧叉竖向滑轨连接且沿纵向延伸，所述叉杆与所述延伸臂连接。

优选的，筒体输送托辊包括进料输送辊和转料输入辊；所述转料输入辊设置于进料输送辊的输送后方，所述后端托辊架设置于所述转料输入辊的输送后方，所述转料输入辊均位于底座上。

本发明的有益效果：通过提供一种筒体组对拼接设备，能够在筒体对接时进行环缝焊接，同时滑动限位机构在筒体进入工位限位后，压紧机构能够在焊接作业过程中将限位的筒体实现压紧，使得整个焊接作业更加精准和稳定，提高筒体对接的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明所述筒体组对拼接设备的整体结构示意图；

图2为本发明所述筒体组对拼接设备的局部放大结构示意图；

图3为本发明所述压紧机构的局部放大结构示意图；

图4为本发明所述压紧伸缩臂的整体结构示意图；

图5为本发明所述局部a的放大结构示意图；

图6为本发明所述焊接机构的整体结构示意图；

图7为本发明所述可升降式侧叉的整体结构示意图；

图8为本发明所述筒体组对拼接设备包括输送机构的整体结构示意图；

图9为本发明所述升降式侧叉的另一实施方式的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中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、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1～2的示意，示意为本实施例提出一种筒体组对拼接设备的整体结构示意图，该拼接设备的作业对象为筒体300，如图1的示意，该筒体300包括前筒体301、变截面302和后筒体303，故筒体300的焊接包括将前筒体301和变截面302前端对接，变截面302的后端和后筒体303对接。具体的，该筒体组对拼接设备，包括承载机构100、压紧机构200和焊接机构400，筒体300能够放置于承载机构100上与转动辊发生同步的转动，压紧机构200用于将放置于承载机构100上的筒体300进行压紧，使其在焊接作业时更加的稳定，焊接机构400用于前筒体301和变截面302前端对接、变截面302的后端和后筒体303对接环缝位置上的焊接。

更加具体的，本实施例中承载机构100，包括前端托辊架101、可调节式旋转滚轮架102和后端托辊架103，可调节式旋转滚轮架102设置于前端托辊架101和后端托辊架103的中间，前筒体301放置于前端托辊架101上，变截面302放置于可调节式旋转滚轮架102上，后筒体303则放置于后端托辊架103上，筒体300通过放置于承载机构100上，筒面与托辊面接触二者发生同步的转动，其中可调节式旋转滚轮架102为设备的焊接工位，对变截面302两端的对接环缝进行焊接。

由于筒体300的质量过重或者过轻，将其放置于承载机构100上可能发生由于摩擦力过小或者摩擦力不足以带动筒体300的转动，以及转动发生的同时晃动或者脱落的问题，导致焊接作业的精度下降，因此本实施例还提出了压紧机构200。具体的，该压紧机构200包括压紧托辊201和压紧伸缩臂202，压紧托辊201设置于可调节式旋转滚轮架102的下方，而压紧伸缩臂202设置于前端托辊架101的侧方；其原理是变截面302放置于可调节式旋转滚轮架102上后，变截面302的底部外表面先与压紧托辊201先抵触，之后将压紧伸缩臂202由左侧伸入至变截面302的内与其内表面相抵触，因此将变截面302筒壳夹持于压紧托辊201和压紧伸缩臂202之间实现压紧。

进一步的，焊接机构400设置于可调节式旋转滚轮架102的下方，不难理解的是，本实施例中焊接机构400的位置为优选，当然也可以放置于筒体300的上方或者悬臂设置等方式。当筒体300位于承载机构100上同步转动时，环缝底部的焊接机构400对上方的环缝进行焊接，例如点焊至符合对接要求后停止作业。焊接机器人是从事焊接，也包括切割与喷涂的工业机器人。根据国际标准化组织(iso)工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。本实施例的焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接。

进一步的，压紧机构200将筒体300压紧之前，往往都需要提高对接的精准，而通常可以通过人为进行校准定位或者直接由送料端进入工位后不进行处理，因此在焊接时精度度无法保证。本实施例在压紧之前可对筒体300进行限位式的定位，提高对接准度。该筒体组对拼接设备还包括滑动限位机构500，其设置于前端托辊架101的下方，且滑动限位机构500与前筒体的前端抵触限位。通过筒体300的前端与滑动限位机构500相抵触，筒体300无法向前移动，当在后部分的变截面302或后筒体303向前移动时抵触在前的前筒体301，因此也无法发生移动，从而被限位，在此状态下，开启压紧机构200对筒体300进行压紧紧固，实现更加精准的焊接对接。

实施例2

参照图3～4的示意，示意为本实施例提出的可调节式旋转滚轮架102的具体结构，该可调节式旋转滚轮架102能够上下调节其上放置的筒体300，使得前筒体301、变截面302或后筒体303在前后对接在高度上保持一致，能够实现更精准的对接。具体的，该可调节式旋转滚轮架102包括横向滚动辊102a、轴座102b以及升降座102c，其中横向滚动辊102a的两端嵌入轴座102b内，且轴座102b与升降座102c的上方连接。需要说明的是，轴座102b与电机连接，横向滚动辊102a嵌入轴座102b内作为转轴发生转动，升降座102c为升降杆，可以采用气缸升降实现，横向滚动辊102a两侧的升降座102c的气缸分别独立控制，因此两端可以实现一定角度的倾斜，当变截面302或后筒体303与前段的对接有偏差时，通过调节两侧升降座102c的高度来配合对接，从而更加的精准，该气缸控制采用的是现有存在的控制技术，不做详述。

在组对焊接接过程中，由于不同的筒体段采用不同的工艺制成，传统采用卷板工艺来完成筒体的成型，然而采用卷板工艺进行生产时，辊轮的辗压容易产生划伤及材质结构的破坏。而且由于罐体封头及隔板大小很难做到尺寸大小一样，很难实现完善对接，容易产生较大缝隙及错边，致使环缝焊接不美。例如前筒体301采用的是卷板机制成，变截面302采用扳边机制成，在对接时会存在部分的误差导致环缝处不对齐，因此为消除此种部分误差，在环缝处需要进行压紧翻边或扳边，传统的方式是采用人工利用扳手进行翻边或利用机器进行翻边，但由于人工操作的力度不易掌握，导致筒体对接处的厚度不均匀，以至焊接处焊不透、机械强度低、易裂开；以及机械成型的间隙大，使用寿命短的问题。

因此进一步的，本实施例中压紧托辊201具体结构包括横向压紧辊201a、压紧滑块201b、压紧滑轨201c和压紧轴杆201d；其中横向压紧辊201a设置于压紧滑块201b的上方，压紧滑块201b的底部与压紧滑轨201c滑动连接，压紧轴杆201d与压紧滑块201b丝杆连接。其运行原理为，首先压紧轴杆201d与电机连接发生转动，利用压紧轴杆201d与压紧滑块201b的丝杆连接结构，发生正向或者反向转动，则压紧滑块201b会相对于压紧轴杆201d进行前后运动，故驱动压紧滑块201b在压紧滑轨201c上滑动，而横向压紧辊201a固定在压紧滑块201b上，从而实现调节横向压紧辊201a在横向上的位置，与压紧伸缩臂202配合压紧筒体300。

进一步的，为实现筒体300的压紧，本实施例中压紧伸缩臂202包括伸缩压紧辊202a、连接角板202b、臂体202c、升降组件202d以及伸缩轨道202e；其中连接角板202b设置于臂体202c的端侧面，伸缩轨道202e设置于臂体202c的长侧面，升降组件202d与伸缩轨道202e滑动配合连接，且伸缩压紧辊202a设置于连接角板202b的底部。以及升降组件202d还包括升降滑块202d-1和升降轨道202d-2；其中升降滑块202d-1设置于伸缩轨道202e和升降轨道202d-2之间，升降滑块202d-1的内侧与伸缩轨道202e滑动连接，升降滑块202d-1的外侧与升降轨道202d-2滑动连接。

需要说明的是，将筒体300的壁压紧于伸缩压紧辊202a与横向压紧辊201a之间实现压紧，首先臂体202c在升降滑块202d-1与伸缩轨道202e的配合下发生横向的位移，插入筒体300内后，伸缩压紧辊202a此时位于横向压紧辊201a的上方，筒体300的壁位于伸缩压紧辊202a与横向压紧辊201a之间，后通过升降滑块202d-1与升降轨道202d-2的滑动配合实现纵向的位移，伸缩压紧辊202a向下运动直至抵触至筒体300内侧壁。连接角板202b的作用为将伸缩压紧辊202a伸出臂体202c一段距离且向下设置，并设置了加强筋加固连接。上述的滑动控制均可以采用电机进行控制，滑动配合方式可以为齿轮配合的方式，同时控制电机的进程可控制滑动的距离等，此处可参照现有技术实现，也不做详述。

参照图5的示意，本实施例中滑动限位机构500包括纵向限位辊501、限位滑块502、限位滑轨503和限位轴杆504和变向角板505。具体的，其中限位滑块502设置于限位滑轨503上与其滑动连接，限位轴杆504与限位滑块502的底部丝杆连接，变向角板505设置于限位滑块502的上方，纵向限位辊501设置于变向角板505的一侧。筒体300进入前端托辊架101上时，筒体300的前端抵触纵向限位辊501向前移动，限位滑块502与限位滑轨503配合滑动，至筒体300到指定位置时，纵向限位辊501停止移动完成筒体300的限位。不难理解的是，通过电机连接限位轴杆504，由于丝杆连接的设置，通过控制其转动的速度和圈数，则能实现限位滑块502的移动位置和移动速度，完全可参照现有技术实现，不做详述。

实施例3

参照图6～8的示意，其中图6示意为本实施例采用的焊机机器人，属于已有的焊接机器人，参照现有技术即可实现。进一步的，本实施例设备需要物料的输入和输出，减少人工操作，因此还包括输送机构600，用于筒体300进入工位和脱离工位。具体的，该输送机构600还包括可升降式侧叉601、筒体输送托辊602和升降输送台603。可升降式侧叉601设置于承载机构100的一侧，筒体输送托辊602位于后端托辊架103的输送后方，升降输送台603设置于底座700上且位于筒体300的下方，且底座700开设有工位槽701，用于放置焊接机器人。

更加具体的，本实施例中可升降式侧叉601包括移动载体601a、侧叉竖向滑轨601b、侧叉横向滑轨601c、延伸臂601d以及叉杆601e；其中侧叉竖向滑轨601b和侧叉横向滑轨601c分别设置于移动载体601a的侧面和底部，延伸臂601d与侧叉竖向滑轨601b连接且沿纵向延伸，叉杆601e与延伸臂601d连接。

筒体输送托辊602包括进料输送辊602a、转料输入辊602b；其中转料输入辊602b设置于进料输送辊602a的输送后方且其位于底座700上，后端托辊架103设置于转料输入辊602b的输送后方。

本设备操作方式为：

先通过进料输送辊602a把前筒体301、变截面302和后筒体303输送至可升降式侧叉601的后方和转料输入辊602b的后方，以前筒体301为例说明，此时状态下，可升降式侧叉601的叉杆601e穿入前筒体301内，通过上下前后的移动将前筒体301托起运送至前端托辊架101，叉杆601e脱离前筒体301返回，同理托起变截面302至可调节式旋转滚轮架102上后，再次返回将后筒体303输送至后端托辊架103上，转料输入辊602b启动转动(由于后筒体303的体积较大，可以在后端托辊架103的底部也设置转料输入辊602b来进一步推动后筒体303的移动)，后筒体303向前移动抵触变截面302，而变截面302向前移动抵触前筒体301，前筒体301逐渐与纵向限位辊501抵触至指定位置后完成限位，然后启动压紧机构200，由伸缩压紧辊202a与横向压紧辊201a将变截面302压紧，完成后启动前端托辊架101和可调节式旋转滚轮架102的同步旋转，两个压轮把罐体压合后焊接机构400启动，机器人对环缝进行点焊环缝焊接，焊接完成后，升降输送台603向上升起将变截面302和前筒体301的整体顶起，底部的叉杆601e将筒体300转离本工位。重复以上步骤将后筒体303和前部的变截面302筒体再进行组对，当完成作业后，底部的叉杆601e将筒体300转离本工位，以此类推。

参照图9的示意，本实施例提出可升降式侧叉601的另一种实施方式，将可升降式侧叉601替换为抓取装置800和滑动横杆900的配合，该抓取装置800能够在滑动横杆900上滑动，并能够抓取由筒体输送托辊602输送的筒体300，放置到工位进行焊接。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，更不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

还应当理解的是，本发明通过实施方式加以描述，实施例仅为针对本发明权利要求所提出技术方案能够实现所给出清楚完整的说明，即对权利要求的解释说明，因此当评判本发明说明书记载的技术方案是否公开充分时，应当予以充分考虑权利要求所限定方案的旨在核心要义，而在说明书中必然存在与本实施例所提出解决核心技术问题相无关的其他技术问题，其对应的技术特征、技术方案均不属于本实施例要义所指，属于非必要技术特征，故可参照隐含公开，本领域技术人员完全可以结合现有技术和公知常识进行实现，因此无任何必要做详述。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。