专利名称：焊接罐体的定位装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及焊接罐体的定位装置，特别是涉及一种焊接装置焊接的焊缝成一直线或三维空间曲线环缝且罐体的端面为曲面、罐体的侧面为圆柱面时的焊接罐体的定位装置。
背景技术：
对罐体焊接，尤其是对需承受一定压力的罐体焊接的工艺要求更严，要求单个罐体的尺寸精度、行位公差及焊接质量必须达到一定质量要求，因此焊接此类罐体就需要有一定的工艺装备来保证焊接质量。当焊接的焊缝成一直线时，焊缝是否能保持在同一直线上，关键性因素是在焊接时罐体定位装置是否能将罐体固定没有一点任何方向的位移；当焊接的焊缝为三维空间曲线环缝时，焊缝是否为需要的标准的环缝，关键性因素是在焊接时罐体定位装置是否能将罐体顶住只有绕罐体轴线的转动没有其他任何方向的偏移运动。现有的常用的用来焊接焊缝成一直线或三维空间曲线环缝的焊接罐体的定位装置，一种焊接罐体的定位装置，包括支撑罐体的两对滚轮机构、定位轮，至少远离调节轮一侧的滚轮机构的滚轮的高度可调节。焊接时，将远离调节轮一侧的滚轮机构调高使其高于靠近调节轮一侧的滚轮机构，将罐体放置在两对滚轮机构的两个滚轮之间，罐体与两个滚轮机构的滚轮之间形成前后两侧的两条线接触，与定位轮之间形成点接触，这种焊接罐体的定位装置，由于并没有外力将罐体固定，只是对罐体进行了前后右下方向的限位，没有任何两个相对方向的夹紧，且又是线接触和点接触，因此在焊接时，罐体受到焊接时产生的外力，使得罐体在焊接的过程中会相对滚轮、定位轮自动偏移，导致直线焊缝不直和三维空间曲线环缝不标准，一方面影响了罐体整体美观性，更重要的是单个罐体的尺寸精度、行位公差及焊接质量等很难满足需承受一定压力的罐体的质量要求。申请号为01278092. 8的实用新型专利中，公开了一种高精度罐体焊接变位机。该实用新型结构是在导轨的一端固定一个其内部装有回转传动总成的首箱，首箱的输出轴上装有卡具；导轨的另一端上有一个其内部装有回转传动总成可移动的尾箱，尾箱的输出轴上装有卡具；首箱和尾箱上两个输出轴相对且在同一轴心线上，该轴心线与导轨的导轨工作面平行；在首箱和尾箱之间有滚轮机构。该实用新型通过卡具来固定罐体，虽然固定可靠，但存在以下缺点一是卡具结构复杂，使焊接罐体的定位装置的成本高；二是当罐体很大时，由于罐体是安装在卡具内，一方面卡具需要承受很重的重量，另一方面卡具张开的角度要很大，这样进一步提高设备成本；三是由于卡具需夹住罐体的一部分，这样会导致被卡具夹持的部分不能焊接，因此使用范围受限。申请号为200710027277. 3的发明专利中，公开了一种非正圆罐体三维自动焊接设备，该设备包括变位机和自动送丝的电焊机，还包括仿形伸缩臂和PLC控制器，其中仿形伸缩臂末端压在罐体的表面上，并可伸缩，变位机的驱动电机与该PLC控制器相连，受其控制。变位机下方设有升降机构。该专利中，工作时，将罐体夹持在变位机上，并使其质心线与变位机的转轴一致，仿形伸缩臂末端依靠重力或弹力压在罐体表面上。罐体转动时，仿形伸缩臂及依据罐体径向长度的变化，自动伸缩，利用机械仿形实现对焊枪的初调。该发明专利中，焊接设备工作时，将罐体夹持在变位机上，并使罐体的质心线与变位机的转轴一致。该自动焊接设备，变位机的夹持力要大于罐体的重力才能将罐体夹持住，为了使罐体转动时平稳，还需使罐体的质心线与变位机的转轴一致。这样一方面变位机的夹持力要足够大，就会增加变位机的制造成本，更重要的是罐体转动时罐体悬空，罐体很容易在罐体的重力和旋转运动的作用下相对夹持机构滑动，罐体产生偏移，影响焊缝质量，还有就是当罐体的端面为曲面时，由于变位机与罐体的端面是点接触，变位机夹持住悬空的罐体时罐体极易自动偏移，影响焊缝的焊接质量。申请号为201010277749. 2的发明专利中，公开了一种异形罐体斜缝自动焊接机， 该专利中，罐体由第一变位机和第二变位机定位。第一变位机和第二变位机的驱动装置分别通过导线与控制箱连接。移动第一变位机和第二变位机，可调整罐体与焊枪之间的位置关系。该发明专利中，虽然变位机从左右两个相对方向夹持罐体，但当罐体的端面为曲面时，由于变位机在罐体的左右两个方向与罐体是点接触，且夹持力需要克服罐体的重力，因此变位机无法实现真正夹紧罐体，在焊接时，罐体受到焊接时产生的外力、自身的重力和转动的作用，罐体在焊接的过程中发生自动偏移，影响焊缝的焊接质量。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种当罐体的端面为曲面、罐体的侧面为圆柱面、焊接时罐体不会产生偏移的焊接罐体的定位装置。实现本发明的焊接罐体的定位装置，包括与地面固定的底座，安装在底座上支撑罐体的滚轮机构，驱动滚轮机构的滚轮旋转运动从而带动罐体转动的滚轮驱动机构、从左右两个方向夹持罐体的罐体左端面夹持机构和罐体右端面夹持机构；罐体左端面夹持机构包括与底座固定或可相对底座左右移动的左支撑架、安装在左支撑架上可相对左支撑架左右移动的顶杆。作为方案一的第一种改进，在顶杆的端部设有夹持罐体的柔性吸盘。作为方案二的改进，还包括安装在顶杆端部的两个第一球轴承，柔性吸盘可相对顶杆转动地安装在两个第一球轴承之间，柔性吸盘与两个第一球轴承固定。作为方案一的第二种改进，罐体右端面夹持机构包括与地线连接、夹持罐体的地线接地极。作为方案四的第一种改进，罐体右端面夹持机构包括与底座固定的右支撑架，设置在右支撑架上的带有竖直方向的直线段、与水平面平行的第一螺纹通孔，安装在第一螺纹通孔上的第一螺杆，地线接地极为碳刷，碳刷固定在第一螺杆朝向罐体左端面夹持机构的端面上。作为方案四的第二种改进，罐体右端面夹持机构包括右支撑架，设置在右支撑架上的带有竖直方向的直线段、与水平面平行的第二螺纹通孔，安装在第二螺纹通孔上的第二螺杆，安装在第二螺杆上的两个第一轴承、第二调节手轮或第二螺杆驱动电机，下端安装在第二螺杆上与水平面垂直的第三螺杆，第三螺杆的上端穿过右支撑架并与右支撑架螺纹配合，安装在第三螺杆上并位于右支撑架上方的第三调节手轮或第三螺杆驱动电机，安装在第二螺杆朝向罐体左端面夹持机构一端的端部上的两个第二球轴承，地线接地极可相对第二螺杆转动地安装在两个第二球轴承之间；两个第一轴承相背的两个端面与右支撑架接触。作为方案一至方案六的第一种共同改进，罐体左端面夹持机构还包括设置在左支撑架上的带有竖直方向的直线段、与水平面平行的第三螺纹通孔，顶杆为安装在第三螺纹通孔上的第四螺杆，安装在第四螺杆上的两个第二轴承、第四调节手轮或第四螺杆驱动电机，下端安装在第四螺杆上与水平面垂直的第五螺杆，第五螺杆的上端穿过左支撑架并与左支撑架螺纹配合，安装在第五螺杆上并位于左支撑架上方的第五调节手轮或第五螺杆驱动电机；两个第二轴承相背的两个端面与左支撑架接触。作为方案一至方案六的第二种共同改进，滚轮机构包括与底座固定的第一滚轮座，安装在第一滚轮座上的第一滚轮，与底座固定的第二滚轮座，安装在第二滚轮座上的第二滚轮，与底座固定的第三滚轮座，安装在第三滚轮座上的第三滚轮，与底座固定的第四滚轮座，安装在第四滚轮座上的第四滚轮；第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮、第四滚轮的轴线与罐体的轴线平行且成矩形分布，第一滚轮、第二滚轮垂直罐体的轴线方向分布，第一滚轮、 第三滚轮平行罐体的轴线方向分布；在第三滚轮座、第四滚轮座上分别设有滚轮驱动机构。作为改进，还包括安装第一滚轮座、第二滚轮座的第一支撑架；安装第三滚轮座、 第四滚轮座的第二支撑架；第一支撑架和第二支撑架安装在底座上；第一支撑架和/或第二支撑架与底座的位置可调节。作为进一步改进，还包括调节第一滚轮座、第二滚轮座距离的第七螺杆、安装第七螺杆上的第七调节手轮，第七螺杆与第一滚轮座、第二滚轮座螺纹配合；还包括调节第三滚轮座、第四滚轮座距离的第八螺杆、安装第八螺杆上的第八调节手轮，第八螺杆与第三滚轮座、第四滚轮座螺纹配合。本实用新型的有益效果是1)当焊接直焊缝时，滚轮驱动电机不工作，滚轮机构只起支撑和从前后下三个方向定位罐体的作用。当焊接三维空间曲线环焊缝时，滚轮驱动机构工作，滚轮机构起支撑和从前后下三个方向定位罐体、驱动罐体转动的作用。将罐体放置在滚轮机构上，再用左端面夹持机构和罐体右端面夹持机构从左右两个方向再夹持罐体，罐体的重力有滚轮机构来承受，安装方便，所需夹持力小，夹持机构结构简单和制造成本低，夹持的罐体的直径范围大。2)用固定在顶杆的端面上的柔性吸盘来夹持罐体，由于罐体有一定的伸缩性，一方面当罐体的端面为曲面时柔性吸盘与罐体端面也是面接触，因此在焊接时，罐体受到焊接时产生的外力和罐体的转动作用等，不易发生自动偏移，即使罐体的形状不是特别标准存在误差焊接时罐体有轻微震动，吸盘也能贴紧罐体，很好地夹紧罐体，避免刮花罐体表面影响美观，罐体也不易发生自动偏移，克服了直焊缝不直、环焊缝不标准的缺点，焊接精度高，焊缝美观，且不易破坏端面夹持位置的罐体的外观，罐体美观，提高焊缝质量及罐体合格率，使罐体的尺寸精度、行位公差及焊接质量等能满足高质量要求。左支撑架与底座固定，结构简单，夹持效果更好。左支撑架可相对底座左右移动，夹持的罐体长度方向的变化可更大。3)柔性吸盘与两个第一球轴承固定，在罐体转动时，柔性吸盘与罐体同步转动，一方面避免罐体与吸盘相对运动的摩擦力刮花夹持位置的罐体，更重要的是，在罐体转动是吸盘和罐体相当于一个整体，这样就相当于在罐体上安装了一个转轴，进一步确保罐体在焊接时不易自动发生偏移，进一步提高焊接精度、焊缝美观性和罐体合格率。4)地线接地极一方面固定罐体另一端，另一方面很好地解决了地线接触不良、断裂和拉倒自动焊机的问题。5)用第一螺杆调节右端面夹持机构的夹持高度和左右方向的夹持位置，结构简单。6)用第二螺杆、第三螺杆调节右端面夹持机构的夹持高度和左右方向的夹持位置，结构简单，调节方便。7)用第四螺杆、第五螺杆调节左端面夹持机构的夹持高度和左右方向的夹持位置，结构简单，调节方便。8)四个滚轮机构，电机只驱动第三滚轮和第四滚轮，结构简单。滚轮安装在滚轮座上，滚轮座安装在底座上，安装方便，便于调节滚轮座之间的位置关系，从而可以使定位装置满足不同的罐体尺寸的定位需要。9)第一支撑架和第二支撑架安装在底座，只需调节第一支撑架和第二支撑架左右方向的距离，就可满足定位不同长度的罐体的需要。10)采用第七螺杆调节第一滚轮座、第二滚轮座距离，结构简单，调节方便。采用第八螺杆调节第三滚轮座、第四滚轮座距离，结构简单，调节方便。
图1是本实用新型实施例1的主视示意图。图2是图1的右视示意图。图3是图1的左视示意图。图4是本实用新型实施例2的主视示意图。图5是图4的I部放大示意图。图6是本实用新型实施例3的主视示意图。图7是本实用新型实施例4的主视示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种焊接罐体的定位装置，包括与地面固定的底座1，安装在底座1上支撑罐体2的滚轮机构、驱动滚轮机构的滚轮旋转运动从而带动罐体2转动的滚轮驱动电机、从左右两个方向夹持罐体2的罐体左端面夹持机构和罐体右端面夹持机构、固定在底座1上的第一支撑架3，第二支撑架4。滚轮机构包括安装在第一支撑架3上的第一滚轮座5，安装在第一滚轮座5上的第一滚轮6，安装在第一支撑架3上的第二滚轮座7，安装在第二滚轮座7上的第二滚轮8， 安装在第二支撑架4上的第三滚轮座9，安装在第三滚轮座9上的第三滚轮10，安装在第二支撑架4上的第四滚轮座11，安装在第四滚轮座11上的第四滚轮12 ；还包括调节第一滚轮座5、第二滚轮座7距离的第七螺杆13、安装第七螺杆13上的第七调节手轮14，第七螺杆 13与第一滚轮座5、第二滚轮座7螺纹配合；还包括调节第三滚轮座9、第四滚轮座11距离的第八螺杆15、安装第八螺杆15上的第八调节手轮16，第八螺杆15与第三滚轮座9、第四滚轮座11螺纹配合。第一滚轮6、第二滚轮8、第三滚轮10、第四滚轮12的轴线与罐体2的轴线平行且成矩形分布，第一滚轮6、第二滚轮8垂直罐体2的轴线方向分布，第一滚轮6、 第三滚轮10平行罐体2的轴线方向分布；在第三滚轮座9设有驱动第三滚轮10转动的滚轮驱动电机17、在第四滚轮座11上设有驱动第四滚轮12转动的滚轮驱动电机(未示出)。 通过顶紧螺丝(未示出)可调节第一支撑架3和第二支撑架4固定在底座1上的位置。罐体左端面夹持机构包括与底座1固定的左支撑架19、设置在左支撑架19上的带有竖直方向的直线段20、与水平面平行的第三螺纹通孔21，安装在第三螺纹通孔21上的第四螺杆22，安装在第四螺杆22上的第二轴承23、第二轴承25、第四调节手轮24，下端安装在第四螺杆22上与水平面垂直的第五螺杆沈，第五螺杆沈的上端穿过左支撑架19并与左支撑架19螺纹配合，安装在第五螺杆沈上并位于左支撑架19上方的第五调节手轮27。 第二轴承23、第二轴承25相背的两个端面与左支撑架19接触。罐体右端面夹持机构包括与底座1固定的右支撑架33，设置在右支撑架33上的带有竖直方向的直线段、与水平面平行的第一螺纹通孔34，安装在第一螺纹通孔34上的第一螺杆35，固定在第一螺杆35朝向罐体左端面夹持机构一侧的端面上、与地线连接的碳刷 36。第一螺杆35与第四螺杆22的轴线共线。实施例2如图4所示，与实施例1不同的时，在左支撑架50的下方安装有行车轴承51、行车轴承52，左支撑架通过行车轴承51、行车轴承52可在底座53上左右移动，移动到需要位置，也就是找准固定罐体M的位置后，通过行车定位固定螺纹夹阳将左支撑架50固定在底座53 —上，从而可定位的罐体长度变化范围更大。如图5所示，还包括安装在活塞杆56端部的第一球轴承57、第一球轴承58，柔性吸盘59可相对活塞杆56转动地安装第一球轴承57、第一球轴承58之间，柔性吸盘59与第一球轴承57、第一球轴承58固定。实施例3如图6所示，与实施例2不同的是，在第四螺杆70上安装有第四螺杆驱动电机71， 在第五螺杆72上安装有第五螺杆驱动电机73。罐体右端面夹持机构包括右支撑架74，设置在右支撑架74上的带有竖直方向的直线段、与水平面平行的第二螺纹通孔(未示出)，安装在第二螺纹通孔上的第二螺杆76， 安装在第二螺杆76上的两个第一轴承(未示出)、第二螺杆驱动电机77，下端安装在第二螺杆76上与水平面垂直的第三螺杆78，第三螺杆78的上端穿过右支撑架74并与右支撑架 74螺纹配合，安装在第三螺杆78上并位于右支撑架74上方的第三螺杆驱动电机79，安装在第二螺杆76朝向罐体左端面夹持机构一端的端部上的两个第二球轴承80，地线接地极 81可相对第二螺杆76转动地安装在两个第二球轴承80之间；两个第一轴承相背的两个端面与右支撑架74接触。实施例4如图7所示，与实施例2不同的是，焊接罐体的定位装置还包括固定在第四螺杆90朝向罐体右端面夹持机构的一侧的端面上的气缸91，安装在气缸91的活塞杆92端部夹持罐体93的柔性吸盘94。气缸 91的进气口通过气管95与安装在左支撑架96顶部的气缸转换器96连接，气缸91的出气口通过气管97与安气缸转换器96连接，在气缸转换器96上设有进气口和进气阀。柔性吸盘94直接固定在气缸91的活塞杆92的端面上。
权利要求1.焊接罐体的定位装置，包括与地面固定的底座，安装在底座上支撑罐体的滚轮机构， 其特征在于还包括驱动滚轮机构的滚轮旋转运动从而带动罐体转动的滚轮驱动机构、从左右两个方向夹持罐体的罐体左端面夹持机构和罐体右端面夹持机构；罐体左端面夹持机构包括与底座固定或可相对底座左右移动的左支撑架、安装在左支撑架上可相对左支撑架左右移动的顶杆。
2.如权利要求1所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于在顶杆的端部设有夹持罐体的柔性吸盘。
3.如权利要求2所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于还包括安装在顶杆端部的两个第一球轴承，柔性吸盘可相对顶杆转动地安装在两个第一球轴承之间，柔性吸盘与两个第一球轴承固定。
4.如权利要求1所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于罐体右端面夹持机构包括与地线连接、夹持罐体的地线接地极。
5.如权利要求4所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于罐体右端面夹持机构包括与底座固定的右支撑架，设置在右支撑架上的带有竖直方向的直线段、与水平面平行的第一螺纹通孔，安装在第一螺纹通孔上的第一螺杆，地线接地极为碳刷，碳刷固定在第一螺杆朝向罐体左端面夹持机构的端面上。
6.如权利要求4所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于罐体右端面夹持机构包括右支撑架，设置在右支撑架上的带有竖直方向的直线段、与水平面平行的第二螺纹通孔，安装在第二螺纹通孔上的第二螺杆，安装在第二螺杆上的两个第一轴承、第二调节手轮或第二螺杆驱动电机，下端安装在第二螺杆上与水平面垂直的第三螺杆，第三螺杆的上端穿过右支撑架并与右支撑架螺纹配合，安装在第三螺杆上并位于右支撑架上方的第三调节手轮或第三螺杆驱动电机，安装在第二螺杆朝向罐体左端面夹持机构一端的端部上的两个第二球轴承，地线接地极可相对第二螺杆转动地安装在两个第二球轴承之间；所述的两个第一轴承相背的两个端面与右支撑架接触。
7.如权利要求1至6任意一项所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于罐体左端面夹持机构还包括设置在左支撑架上的带有竖直方向的直线段、与水平面平行的第三螺纹通孔，顶杆为安装在第三螺纹通孔上的第四螺杆，安装在第四螺杆上的两个第二轴承、第四调节手轮或第四螺杆驱动电机，下端安装在第四螺杆上与水平面垂直的第五螺杆，第五螺杆的上端穿过左支撑架并与左支撑架螺纹配合，安装在第五螺杆上并位于左支撑架上方的第五调节手轮或第五螺杆驱动电机；所述的两个第二轴承相背的两个端面与左支撑架接触。
8.如权利要求1至6任意一项所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于滚轮机构包括与底座固定的第一滚轮座，安装在第一滚轮座上的第一滚轮，与底座固定的第二滚轮座， 安装在第二滚轮座上的第二滚轮，与底座固定的第三滚轮座，安装在第三滚轮座上的第三滚轮，与底座固定的第四滚轮座，安装在第四滚轮座上的第四滚轮；第一滚轮、第二滚轮、第三滚轮、第四滚轮的轴线与罐体的轴线平行且成矩形分布，第一滚轮、第二滚轮垂直罐体的轴线方向分布，第一滚轮、第三滚轮平行罐体的轴线方向分布；在第三滚轮座、第四滚轮座上分别设有所述的滚轮驱动机构。
9.如权利要求8所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于还包括安装第一滚轮座、第二滚轮座的第一支撑架；安装第三滚轮座、第四滚轮座的第二支撑架；第一支撑架和第二支撑架安装在底座上；第一支撑架和/或第二支撑架与底座的位置可调节。
10.如权利要求9所述的焊接罐体的定位装置，其特征在于还包括调节第一滚轮座、 第二滚轮座距离的第七螺杆、安装第七螺杆上的第七调节手轮，第七螺杆与第一滚轮座、第二滚轮座螺纹配合；还包括调节第三滚轮座、第四滚轮座距离的第八螺杆、安装第八螺杆上的第八调节手轮，第八螺杆与第三滚轮座、第四滚轮座螺纹配合。
专利摘要焊接罐体的定位装置，包括与地面固定的底座，安装在底座上支撑罐体的滚轮机构，驱动滚轮机构的滚轮旋转运动从而带动罐体转动的滚轮驱动机构、从左右两个方向夹持罐体的罐体左端面夹持机构和罐体右端面夹持机构；罐体左端面夹持机构包括与底座固定或可相对底座左右移动的左支撑架、安装在左支撑架上可相对左支撑架左右移动的顶杆；优点是焊接精度高，焊缝美观，且不易破坏端面夹持位置的罐体的外观，罐体美观，提高焊缝质量及罐体合格率，使罐体的尺寸精度、行位公差及焊接质量等能满足高质量要求。
文档编号B23K37/04GK202224884SQ20112028916
公开日2012年5月23日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者徐成, 朱文学, 李伟方 申请人:广州广一泵业有限公司