一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备及其焊接方法与流程

文档序号:25998759发布日期:2021-07-23 21:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:它包括兜带上料机构(1)、暂存料架(2)、三工位移载小车(3)、搬运工位(4)、组对变位机(5)、点焊工位(6)、焊接变位机(7)、满焊工位(8)和成品料架(9),兜带上料机构(1)、暂存料架(2)、搬运工位(4)、组对变位机(5)、点焊工位(6)、焊接变位机(7)、满焊工位(8)和成品料架(9)由前至后依次布置,三工位移载小车(3)垂直布置在暂存料架(2)与成品料架(9)之间,搬运工位(4)、点焊工位(6)、满焊工位(8)均位于三工位移载小车(3)的正上方,组对变位机(5)和焊接变位机(7)均位于三工位移载小车(3)的正下方;兜带上料机构(1)将管子输送到暂存料架(2)上,暂存料架(2)对管子进行对中处理,进而实现管子的自动上料;三工位移载小车(3)将暂存料架(2)上的管子搬运到组对变位机(5)上,组对变位机(5)对管子进行定位夹紧,进而实现管子的自动转运;搬运工位(4)取出角板并将角板放置在管子两侧,点焊工位(6)对角板和管子之间进行自动点焊;点焊完成后三工位移载小车(3)将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机(7)上,焊接变位机(7)对吊挂管进行夹紧,满焊工位(8)对吊挂管进行自动焊接;焊接完成后三工位移载小车(3)将吊挂管搬运到成品料架(9)上。

2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:兜带上料机构(1)包括电机a(10)、主动轴(11)、上料支撑架(15)、两个从动轴b(17)、两个从动轴a(18)和四个兜带传动组件,每个兜带传动组件包括主动轮(12)、从动轮a(13)、从动轮b(16)和兜带(14),上料支撑架(15)包括横向支架、第一纵向支架和第二纵向支架,横向支架水平设置,第一纵向支架和第二纵向支架分别竖直相对设置在横向支架的两端,第一纵向支架的高度小于第二纵向支架,主动轴(11)沿上料支撑架(15)的长度方向水平设置在第一纵向支架远离第二纵向支架的一侧,主动轴(11)通过多个轴承座安装在第一纵向支架的侧壁上,电机a(10)的输出轴与主动轴(11)一端固定连接,电机a(10)安装在第一纵向支架上,两个从动轴a(18)沿上料支撑架(15)的长度方向同轴水平设置在第一纵向支架的上方,从动轴a(18)通过多个轴承座安装在第一纵向支架的上端面上,两个从动轴a(18)沿上料支撑架(15)的长度方向同轴水平设置在第二纵向支架的上方,从动轴a(18)通过多个轴承座安装在第二纵向支架的上端面上,主动轴(11)上四个主动轮(12)均匀布置在并通过连接键与主动轴(11)连接,每个从动轴a(18)的两端分别安装有两个从动轮a(13),每个从动轮b(16)的两端分别安装有两个从动轮b(16),四个主动轮(12)、四个从动轮a(13)和四个从动轮b(16)一一对应设置,四个兜带(14)的一端与四个主动轮(12)固定连接,四个兜带(14)的另一端与第二纵向支架固定连接,四个兜带(14)的中部依次绕过四个从动轮a(13)和四个从动轮b(16)。

3.根据权利要求2所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:暂存料架(2)包括底座(20)、翻转架(24)、两个v型架(25)、两个挡板(22)、两个对齐板(23)和两个对中驱动组件,暂存料架底座(20)与兜带上料机构(1)并排设置,两个v型架(25)相对设置在暂存料架底座(20)远离兜带上料机构(1)的一侧,翻转架(24)并排设置在v型架(25)与暂存料架底座(20)之间,两个挡板(22)对称设置在暂存料架底座(20)的上端面上,两个对中驱动组件相对设置在暂存料架底座(20)的上方两端并与暂存料架底座(20)的上端滑动连接,每个对中驱动组件的输出端竖直设置一个对齐板(23);

每个对中驱动组件包括滑轴平台(19)、标尺(28)、对中气缸(26)、滑板(27)和锁死钮(21),两个滑轴平台(19)相对设置在暂存料架底座(20)的上端面上,每个滑轴平台(19)的上端面沿长度方向设有一个标尺(28),两个滑板(27)分别通过直线导轨滑动安装在两个滑轴平台(19)上,滑板(27)上端面设有锁死钮(21),通过拧紧锁死钮(21)实现滑板(27)与滑轴平台(19)的锁紧,每个滑板(27)的上端面上设有一个对中气缸(26),每个对中气缸(26)的活塞杆端部竖直固定有一个对齐板(23);

每个翻转架(24)包括翻转轴(24-4)、两个固定底座(24-1)、两个顶起气缸a(24-2)和多个斜铁(24-3),翻转轴(24-4)水平设置v型架(25)与暂存料架底座(20)之间,多个斜铁(24-3)沿翻转轴(24-4)的长度方向竖直均匀固定在翻转轴(24-4)上,翻转轴(24-4)的两端分别通过两个轴承座安装在暂存料架底座(20)上,两个固定底座(24-1)相对设置在翻转轴(24-4)的下方,每个固定底座(24-1)的上部设置设有一个顶起气缸a(24-2),两个顶起气缸a(24-2)竖直向上设置的活塞杆分别与两个外侧斜铁(24-3)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:三工位移载小车(3)包括底座(73)、电机f(69)、齿条c(68)、两个直线导轨d(64)、两个连接板(66)、两个防撞装置(70)和三个托起装置(72),底座(73)水平设置,两个直线导轨d(64)沿底座(73)的长度方向相对设置在底座(73)的上端面上,任意一个直线导轨d(64)的两端分别设有两个防撞装置(70),所述防撞装置(70)固定在底座(73)上,三组托起装置(72)沿底座(73)的长度方向由前至后依次设置在底座(73)的上部,三个托起装置(72)分别与两个直线导轨d(64)滑动连接,相邻两个托起装置(72)之间通过一个连接板(66)连接,齿条c(68)沿直线导轨d(64)的长度方向水平固定在任意一个直线导轨d(64)的侧壁上,齿条c(68)的上端面均匀开设若干个轮齿,电机f(69)竖直固定在任意一个托起装置(72)的侧壁上,电机f(69)的输出轴上安装有齿轮,所述齿轮与齿条c(68)相啮合;

每个托起装置(72)包括托起平台、气缸b(75)、连接钢板、两个v型板(65)和两个支撑轴(74),托起平台水平滑动安装在底座(73)的上部,气缸b(75)竖直安装在托起平台的中部,两个支撑轴(74)竖直安装在气缸b(75)两侧的托起平台上,连接钢板水平放置在两个支撑轴(74)上,两个v型板(65)相对设置在连接钢板的两端,气缸b(75)的活塞杆与连接钢板的下端面连接,气缸b(75)的活塞杆上下运动带动两个v型板(65)上下运动;

中间的托起装置(72)与两侧的托起装置(72)的区别在于,中间的托起装置(72)还包括两对抱紧爪(67)和两个气缸a(71),两对抱紧爪(67)相对设置在两个v型板(65)的外侧,每对抱紧爪(67)底部设有一个气缸a(71),所述气缸a(71)的两侧输出轴分别与一对抱紧爪(67)中的两个夹爪连接,气缸a(71)带动每对抱紧爪(67)实现夹紧和放松。

5.根据权利要求4所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:搬运工位(4)包括搬运龙门架(29)、角板料盒(35)、搬运机器人(33)、夹爪(34)、齿条a(30)、齿轮、电机b(31)、两个直线导轨a(36)和两个限位装置a(32),搬运龙门架(29)并排设置在暂存料架(2)远离兜带上料机构(1)的一侧,角板料盒(35)固定安装在搬运龙门架(29)的横梁上,两个直线导轨a(36)沿搬运龙门架(29)的长度方向水平并排设置在搬运龙门架(29)的上端面上,搬运机器人(33)通过两个直线导轨a(36)滑动安装在搬运龙门架(29)上,搬运机器人(33)的执行末端安装有夹爪(34),所述夹爪(34)包含两个气动手指,齿条a(30)水平设置在搬运龙门架(29)的横梁侧壁上,齿条a(30)的上端面沿长度方向均布若干个刀齿,齿条a(30)的两端分别设有两个限位装置a(32),所述限位装置a(32)固定在搬运龙门架(29)的横梁侧壁上,电机b(31)垂直安装在搬运机器人(33)底座侧壁上,电机b(31)的输出轴穿过搬运机器人(33)底座并延伸至搬运机器人(33)底座内部,齿轮竖直安装在电机b(31)输出轴上并与齿条a(30)的刀齿相啮合。

6.根据权利要求5所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:组对变位机(5)和焊接变位机(7)结构相同,组对变位机(5)包括底座(78)、电机g(79)、丝杠(83)、两个滑台驱动装置和两个吊挂管夹紧装置,底座(78)水平并排设置在搬运工位(4)远离暂存料架(2)的一侧,丝杠(83)沿底座(78)的长度方向水平设置在底座(78)的内部,丝杠(83)的两端分别与底座(78)两侧端板转动连接,电机g(79)水平安装在底座(78)的一侧端板上,电机g(79)的输出轴与丝杠(83)的一端固定连接,丝杠(83)的两端分别加工有旋向相反的第一外螺纹和第二外螺纹,两个滑台驱动装置相对设置在底座(78)的上部两侧,两个滑台驱动装置的动力输入端分别与丝杠(83)的第一外螺纹和第二外螺纹连接,两个吊挂管夹紧装置相对设置在两个滑台驱动装置上;

每个滑台驱动装置包括滑台(85)、两个直线导轨e(81)和两个滑块(82),两个直线导轨e(81)沿水平方向相对并固定安装在滑台(85)上端面的一侧,两个滑块(82)相对并滑动安装在两个直线导轨e(81)上,滑台(85)水平设置在滑台(85)上部并与两个滑块(82)固定连接,滑台(85)底部与丝杠(83)上的滑块固定连接;

每个吊挂管夹紧装置包括夹紧定位台、气缸c(76)、气动夹盘(77)和电机h(80),夹紧定位台安装在滑台(85)上,气动夹盘(77)安装在夹紧定位台的内侧端面上,气缸c(76)和电机h(80)由上至下依次安装在夹紧定位台远离气动夹盘(77)一侧的端面上,气缸c(76)的动力输出端与气动夹盘(77)连接,气动夹盘(77)的顶爪与基爪之间通过梳状齿连接,气缸c(76)带动气动夹盘(77)的夹紧和放松,电机h(80)的动力输出端与气动夹盘(77)连接,电机h(80)带动气动夹盘(77)的旋转。

7.根据权利要求6所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:点焊工位(6)包括点焊龙门架(37)、点焊机器人a(38)、焊枪a(39)、电机c(42)、齿条b(43)、齿轮a(44)、两个直线导轨b(40)和两个限位装置b(41),点焊龙门架(37)并排设置在组对变位机(5)远离搬运工位(4)的一侧,两个直线导轨b(40)沿点焊龙门架(37)的长度方向并排设置在点焊龙门架(37)的横梁侧壁上,齿条b(43)沿直线导轨b(40)的长度方向固定在任意一个直线导轨b(40)的上端面上,齿条b(43)的上部沿齿条b(43)的长度方向均匀开设若干个轮齿,齿条b(43)的两端分别设有两个限位装置b(41),限位装置b(41)固定在点焊龙门架(37)的横梁侧壁上,点焊机器人a(38)的底座通过滑块与两个直线导轨b(40)滑动连接,点焊机器人a(38)的执行末端安装有焊枪a(39),电机c(42)水平设置在点焊机器人a(38)的底座侧壁上,电机c(42)的电机轴上安装有齿轮a(44),所述齿轮a(44)与齿条b(43)相啮合。

8.根据权利要求7所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:满焊工位(8)包括满焊龙门架(45)、焊接机器人a(46)、焊枪b(47)、焊接机器人b(48)、焊枪c(49)、齿轮b(51)、电机d(52)、齿条b(53)、两个直线导轨c(50)和两个限位装置c(54),满焊龙门架(45)并排设置在焊接变位机(7)远离点焊工位(6)的一侧,两个直线导轨c(50)沿满焊龙门架(45)的长度方向并排设置在满焊龙门架(45)的横梁侧壁上,齿条b(53)沿直线导轨c(50)的长度方向固定在任意一个直线导轨c(50)的上端面上,齿条b(53)的上部沿齿条b(53)的长度方向均匀开设若干个轮齿,齿条b(53)的两端分别设有两个限位装置c(54),限位装置c(54)固定在满焊龙门架(45)的横梁侧壁上,焊接机器人a(46)的底座和焊接机器人b(48)的底座均通过滑块与两个直线导轨c(50)滑动连接,焊接机器人a(46)执行末端安装有焊枪b(47),焊接机器人b(48)执行末端安装有焊枪c(49),电机d(52)水平设置在焊接机器人a(46)与焊接机器人b(48)之间,电机d(52)的两侧分别与焊接机器人a(46)的底座侧壁和焊接机器人b(48)的底座侧壁固定连接,电机d(52)的电机轴上安装有齿轮b(51),所述齿轮a(44)与齿条b(53)相啮合。

9.根据权利要求8所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备,其特征在于:成品料架(9)包括支架(60)、电机e(59)、齿轮传动机构、圆轴(61)和两个链式传送机构,支架(60)水平设置在满焊工位(8)远离焊接变位机(7)的一侧,支架(60)上部设有两个并排的支架竖板,两个链式传送机构分别相对设置在两个支架竖板上,圆轴(61)的两端水平垂直插装在两个支架竖板一端的预制轴孔上,圆轴(61)的两端分别与两个支架竖板转动连接,每个链式传送机构包括齿轮c(55)、链式传送带(56)和齿轮e(62),齿轮c(55)的转轴一端与一侧支架竖板的另一端转动连接,齿轮e(62)通过连接键与圆轴(61)的一端连接,齿轮c(55)通过链式传送带(56)与齿轮e(62)连接,电机e(59)水平安装在支架(60)的一端侧壁上,齿轮传动机构包括齿轮d(58)、链条(57)和齿轮f(63),齿轮d(58)通过连接键安装在电机e(59)的电机轴上,齿轮f(63)通过连接键安装在圆轴(61)伸出支架竖板的一端,齿轮d(58)通过链条(57)与齿轮f(63)连接。

10.一种采用权利要求9所述的电站锅炉吊挂管自动化焊接设备的焊接方法,其特征在于:所述电站锅炉吊挂管自动化焊接方法是通过以下步骤实现的:

步骤一、管子的上料:

首先,采用兜带上料机构(1)将管子输送到暂存料架(2)上;

然后,采用暂存料架(2)对管子进行对中处理;

再将对中后的管子翻到v型架25上;

步骤二、管子的转运:

先采用三工位移载小车(3)将v型架25上的管子搬运到组对变位机(5);

再通过组对变位机(5)将管子进行定位夹紧;

步骤三、角板与管子的点焊:

搬运机器人(33)从角板料盒(35)取角板,搬运机器人(33)将角板放置在管子两侧,点焊机器人38点焊角板;

步骤四、产品的转运:

点焊完成后,先采用三工位移载小车(3)将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机(7)上;

再通过焊接变位机(7)夹紧吊挂管;

步骤五、产品的满焊:

同时采用焊接机器人a(46)和焊接机器人b(48)完成吊挂管焊接;

步骤六、吊挂管的下料:

焊接完成后,采用三联动移载小车3将吊挂管搬运到成品料架(9),

至此,完成了第一根吊挂管的焊接;

焊接完成一根吊挂管后,重复上述动作实现电站锅炉吊挂管的自动化焊接。


技术总结
一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备及其焊接方法,它涉及电站锅炉吊挂管焊接技术领域。本发明解决了现有吊挂管的焊接方式为手工焊接,手工焊接过程中存在焊接效率低、焊接质量差、工人劳动强度低的问题。本发明的兜带上料机构将管子输送到暂存料架,暂存料架对管子进行对中处理;三工位移载小车将暂存料架上的管子搬运到组对变位机上并对管子进行定位夹紧;搬运工位将角板放置在管子两侧,点焊工位对角板和管子之间进行自动点焊;三工位移载小车将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机上,焊接变位机对吊挂管进行夹紧,满焊工位对吊挂管进行自动焊接;焊接完成后三工位移载小车将吊挂管搬运到成品料架上。本发明实现了电站锅炉吊挂管的自动化焊接。

技术研发人员:李秋石;徐祥久;刁旺战;刘立民;李宜男;王萍;赵卫君;刘海;曲瑞;马鸣;张德金;郭志成;徐兵;刘智君;卞世伟
受保护的技术使用者:哈尔滨锅炉厂有限责任公司
技术研发日:2021.05.10
技术公布日:2021.07.23
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