7，连接轴17将两个升降机18输入轴连接到一起，实现用一个手轮19可以同时控制两个升降机18的升降，安装板13置于支撑架27上，安装板13通过支撑架27置于支座26上，安装板13与升降机18的升降杆固定连接，安装板13底部固定连接滑块11，因此安装板13可以在升降机18的带动下沿着支座26上的直线导轨10上下滑动，直线导轨10上设有限位螺钉72，支座26顶部还设有用于限制工件I高度的限位块20 ;
焊接跟踪组件43包括传感器47、焊枪66和用于使焊枪66在Z向和X向移动的焊枪十字滑架，焊枪十字滑架包括焊枪Z向滑架52和焊枪X向滑架53，传感器47在焊枪Z向滑架52带动下上下移动，还包括能够使传感器47沿Y向和Z向滑动的传感器Y向滑道49和传感器Z向滑道50，焊枪十字滑架安装在焊枪十字滑架安装座51上，焊枪十字滑架包括焊枪Z向滑架52和焊枪X向滑架53，焊枪Z向滑架52包括用于控制电动机29转动的驱动箱28、电动机29、与电动机29传动连接的滚珠丝杆54、与滚珠丝杆54螺纹连接的连接块55以及位于连接块55底部的直线导轨56，焊枪X向滑架53包括用于控制电动机57转动的驱动箱34、电动机34、与电动机34传动连接的滚珠丝杆58、与滚珠丝杆58螺纹连接的连接块59以及位于连接块59底部的直线导轨30，焊枪X向滑架53固定在焊枪Z向滑架52的连接块55上，焊枪X向滑架53可以通过连接块55在焊枪Z向滑架52的直线导轨56上上下移动；焊枪66固定在焊枪X向滑架53连接块59的前端，焊枪66通过连接块59在焊枪X向滑架53的直线导轨30上前后移动；传感器47通过支撑杆48与焊枪Z向滑架52上的连接块55固定连接，传感器47通过，焊枪Z向滑架52上的连接块55在焊枪Z向滑架52的直线导轨56上上下移动；底座33上设有Y向滑道31、手轮32、以及在手轮32驱动下转动的滚珠丝杆，焊枪十字滑架安装座51的底座与手轮32驱动的滚珠丝杆通过螺纹相互配合连接，焊枪十字滑架安装座51通过底部的滑块65与Y向滑道31滑动连接。
[0021]中控旋转组件42主要功能是实现需要焊接工件I的定位及旋转，包括回转驱动部件、自动对心部件和拉紧部件，回转驱动部件驱动器采用伺服电机15，连接件9与减速箱稳定性好，可以使工件I的旋转平滑、精确，自动对心部件可实现被焊工件I的自动找正，解决了工件转动时偏心的问题，拉紧部件包括链条5和V型块3，使用链条5与V型块3将工件I定位，可以有效的阻止工件I在转动时出现左右窜动和打滑现象，拉紧部件增加与工件I的接触面积，减小机械部件对工件I表面的损伤，并且能够有效减小焊接回路电阻，中控旋转组件42可以实现整体的上下调整，使工件I在焊接过程中更柔性的转动。管道柔性化的转动，其原理在于，管道被中控系统带动，在空间位置围绕着中控系统的中轴线旋转，使其焊接端面能够在大的空间位置转动，从而降低其震动，并且，管道被链条5紧固装置限制在V型块3上，并与V型块3相切，中控系统带动管道转动时，管道与V型块3形成的切点在空间位置形成一个轨迹圆，管道类似在这个轨迹圆上滚动。
[0022]本发明设备的焊接跟踪组件43能够很好的实现焊枪位置与待焊接面的精确定位，其原理在于:管道在焊接之前在其端部预先车出一个规整圆，在规整圆管道外围的中控旋转装置上安装定位传感器，焊接时焊枪进入管道，调整合适的位置姿态，与此同时，等距跟踪设备记录此时焊枪，管道规整圆，定位传感器的相对位置，焊接过程中，等距跟踪系统检测定位传感器与规整圆之间的相对位置变化，包括距离以及倾角信息，系统经过内部计算得出焊枪位置信息，驱动电机驱动传动装置调整焊枪，即控制高精度十字滑架来控制焊枪的位置及姿态变化，从而实现跟踪等距焊接，使其焊接过程保持着与焊接管道待焊面稳定的姿态及焊接角度，实现优质焊接。
[0023]焊接跟踪组件43中的焊枪十字滑架主要功能是实现焊枪的定位及焊接过程中焊枪的动作，焊接跟踪组件43包括焊枪Z向滑架52、焊枪X向滑架53和Y向滑道31，Z向滑架52、焊枪X向滑架53和Y向滑道31实现焊枪空间点定位，其中Z向滑架52和焊枪X向滑架53由高精度伺服电机34驱动，在保证定位点精准度高的同时可以实现焊枪在焊接过程中X方向与Z方向的运动，并且在焊枪动作的同时可以实现多轴高精度联动；Y向滑道31为手工驱动，驱动箱上带有数字显示，为机械部件的重复定位提供方便。摆动轴的作用是实现焊枪在焊接过程中X方向的摆动，该摆动器具有精度高、稳定性强、安装简便的特点，采用伺服电机驱动，同样可以实现与其它轴的联动，焊接跟踪组件43中的所有轴均采用滚珠丝杆，可以确保各机械部件动作的稳定性及精准度。等距跟踪原理:使用传感器感应工件焊接位置的变化，通过焊枪十字滑架来调整焊枪位置，在焊接干伸长度恒定的同时，确保焊接位置的准确性。
[0024]焊接跟踪组件43中采用超长距离耐高温感应器47，跟踪管件外壁下表面，当传感器47感应到管件外壁下表面高低变化时，专机通过调整焊枪66十字滑架(Ζ轴)来调整焊枪高低，以保证焊接时干伸长的一致性。
[0025]支撑输送组件41通过调整支撑点的间距来调整被焊工件的高低，并通过底座44电机驱动支撑架45输运钢管，支撑架45上采用具有缓冲作用的滚轮46，避免支撑架45与钢管直接的硬性接触，减少磨损。
[0026]本发明工作流程如下:a.将钢管置于支撑输送组件41的支撑架45上，支撑架45上支撑滚轮46根据钢管直径及重量以一定支撑角度卡住钢管，通过底座44电机驱动将钢管待焊接端部送至堆焊工位上；b、通过链条5及链条锁紧器4将钢管锁紧，控制升降机18机构将钢管顶起；c、高精度焊枪十字滑架控制焊枪66深入钢管内，通过摆动器进行焊缝查找和精确定位；d、焊枪66定位完成后开始焊接，焊接过程中可通过摆动器按照预先设定的轨迹完成单层或多层焊接，e、焊枪退出，升降机18机构下降放下钢管，松开链条5，焊接机构退出管子，钢管传送到下一工位。
【主权项】
1.一种适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，其特征在于:依次包括支撑输送组件、中控旋转组件和焊接跟踪组件； 所述支撑输送组件包括多个并列设置的底座和位于所述底座下部的导轨，每个所述底座上均设有能使所述底座在导轨上移动的传动装置，每个所述底座的顶端设有用于支撑工件的支撑架，所述支撑架包括两个对称设置的滚轮； 所述中控旋转组件包括位于安装板上相互连接的电机和回转结构，与所述回转结构传动连接的连接件，所述连接件上设有用于供工件穿过的通孔、两对相互垂直的直线导轨副、用于定位工件的V型块、用于固定工件的链条和用于锁紧链条的链条锁紧器，所述直线导轨副包括直线导轨和滑块，所述V型块底部设有V型块固定板，所述V型块固定板与所述直线导轨副的滑块固定连接； 所述焊接跟踪组件包括传感器、焊枪和用于使所述焊枪在Z向和X向移动的焊枪十字滑架，所述焊枪十字滑架包括焊枪Z向滑架和焊枪X向滑架，所述传感器在所述焊枪Z向滑架带动下上下移动。2.根据权利要求1所述的适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，其特征在于:所述传动装置包括电机、与所述电机传动连接的齿轮以及与所述齿轮传动连接的齿条。3.根据权利要求1所述的适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，其特征在于:所述电机和回转结构之间设有减速箱。4.根据权利要求1所述的适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，其特征在于:所述中控旋转组件还包括升降机、驱动所述升降机升降的手轮，所述升降机之间设有连接轴，所述安装板与所述升降机的升降杆固定连接。5.根据权利要求1所述的适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，其特征在于:所述焊枪十字滑架安装在焊枪十字滑架安装座上，所述焊枪Z向滑架和焊枪X向滑架均包括电动机、控制所述电动机转动的驱动箱、与所述电动机传动连接的滚珠丝杆、与所述滚珠丝杆螺纹连接的连接块以及位于所述连接块底部的导轨，所述焊枪X向滑架固定在所述焊枪Z向滑架的连接块上；所述焊枪固定在所述焊枪X向滑架连接块的前端。6.根据权利要求5所述的适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，其特征在于:所述传感器通过支撑杆与所述焊枪Z向滑架上的连接块固定连接。7.根据权利要求5所述的适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，其特征在于:所述焊接跟踪组件还包括底座，所述底座上设有Y向滑道、手轮、以及在所述手轮驱动下转动的滚珠丝杆，所述焊枪十字滑架安装座的底座与所述手轮驱动的滚珠丝杆通过螺纹相互配合连接，所述焊枪十字滑架安装座通过底部的滑块与所述Y向滑道滑动连接。8.根据权利要求1所述的适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，其特征在于:所述传感器为距离感应器。
【专利摘要】本发明公开了一种适用于输油管内壁多层多道焊的焊接设备，依次包括支撑输送组件、中控旋转组件和焊接跟踪组件，本发明的焊接设备在焊接过程中能够柔性化的带动工件旋转，使工件在转动时不会出现左右窜动和打滑现象，避免了设备和管道的损坏，另外，本发明设备中的中控旋转组件还能够实现对管道的调心定位；最后，本设备的焊接跟踪组件能够精准定位并快速输出定位信息，从而使焊枪能够随着焊接位置的变化而进行迅速而准确的移动，因此有效保证了焊缝成形效果和焊缝质量，实现了高质量，高效率的管道内壁多层多道焊。
【IPC分类】B23K37/047, B23K37/00
【公开号】CN104959767
【申请号】CN201510275052
【发明人】程远
【申请人】南京英尼格玛工业自动化技术有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月27日