一种立式环缝焊接机的制作方法

本发明设计一种弯管的焊接机，尤其涉及一种用于复杂弯管的立式环缝焊接机。

背景技术：

目前，对于弯管的焊接，在市面上应用的较多的卧式环缝焊接机，在工件的旋转变位方面，目前常用于管件焊接的变位机构主要有悬臂式和支撑式两种。悬臂式环缝旋转机构一般用在工件较短的应用场合，对很长工件的变位必须配备其它的辅助装置，否则可能会发生倾覆。悬臂式环缝旋转机构通常安装有电机和减速机，为工件的旋转变位提供动力。而与之相对应的为支撑式环缝旋转机构，该类型的变位机两端起到支撑作用，通常用在长直管件的变位上，其中一端为动力端，内部装配有电机等动力装置。另一端为非动力端，主要起到支撑的作用。不论是悬臂式还是支撑式，都需要工件从其内部穿过，因此对于卧式环缝焊接来说，焊枪的装夹和取放仍然不能很好地实现，而且工作效率也不高。因此，迫切需要设计一款环缝焊接机来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种立式环缝焊接机，其能够解决上述装夹和取放不便的问题，而且能够具有可调节高度并适用于不同直径弯管的夹紧机构，同时可进退、可调高度和角度，以及总体部分可360度旋转，实现环缝焊接功能。

本发明提供了一种立式环缝焊接机，该焊接机用于弯管的焊接，包括：工件夹紧装置、焊枪夹持装置以及环缝旋转装置，其中工件夹紧装置包括夹具结构、工装调整结构，后端定位机构，所述夹具结构为V型夹具结构，其包括运动气缸、上V型块、下V型块、支架、导轨、调节手轮、丝杆和锁紧装置，其中所述上V型块和所述下V型块配合以夹紧弯管，运动气缸设置在上V型块上面并且与上V型块连接，控制上V型块的上下运动，导轨固定在支架上，丝杆也设置在支架上，调节手轮与丝杆配合，使得丝杆转动，锁紧装置可锁紧丝杆。

其中锁紧装置包括上锁紧块、下锁紧块、圆形锁紧孔和锁紧螺钉，所述锁紧块设置在所述调节手轮和丝杆之间接近调节手轮的一侧。

其中后端定位装置为V型定位装置，用于固定弯管的后端。

其中环缝旋转部分包括转臂组件和驱动安装部分。

其中气缸的行程选用150mm。

焊枪夹持装置包括焊枪夹具结构、手动调整结构、进退枪结构和Z轴调整结构。

焊枪夹具结构包括焊枪压盖、角度调节盘、轴承、调节板、轴承固定块和调节手轮杆，所述焊枪压盖和所述角度调节盘通过螺钉连接，固定和压紧焊枪，在所述轴承固定块外端，通过内六角沉头螺钉将所述角度调节盘、所述轴承、所述调节板以及所述轴承固定块连接，所述调节手轮杆上有螺纹，穿过所述调节板上的一个U型槽与所述角度调节盘连接，所述夹具结构下方设置所述调节板。

Z轴调整结构由齿轮手轮、齿轮轴、支撑座三部分组成，支撑座固定不动，调节齿轮手轮可实现齿轮轴的上下移动，齿轮轴上方可固定进退枪机构。

本发明的立式环缝焊接机采用立式的布局，焊接件固定，焊枪可调，且焊枪夹持部分能环缝旋转。本发明的焊接机具有使用时方便易用，调试容易，可靠性高等优点。焊枪采用压块压紧的方式夹持，并在背面有角度调整的旋钮。需要改变角度时，只需拧松旋钮，调好角度后在拧紧即可。进退枪机构简单易用，可靠性高。

附图说明

图1是本发明立式环缝焊接机的整体结构图；

图2是本发明立式环缝焊接机的夹具结构的立体图；

图3是本发明的夹具机构的局部视图；

图4是本发明焊枪夹持装置的立体图；

图5是本发明的焊枪夹具装配体爆炸图；

图6是本发明的Z轴调整结构的立体图；

图7是本发明的进退枪机构的立体图。

具体实施方式

图1表示了本发明的立式环缝焊接机的整体结构图，示出了焊接机的工件夹紧装置1、焊枪夹持装置2以及环缝旋转装置3，其中工件夹紧装置1主要用于对工件，主要是弯管的调整和夹紧，焊枪夹持装置2用于对于焊枪的调整，环缝旋转装置3通常设置在焊枪夹持装置2的下部，用于带动焊枪夹持装置2旋转，从而实现环缝焊接。

图2是立式环缝焊接机的夹具结构的立体图，其中工件夹紧装置2包括夹具结构、工装调整结构，后端定位机构。图3是本发明的夹具机构的局部视图。夹具结构为V型夹具结构，其包括运动气缸4、上V型块5、下V型块6、支架7、导轨8、调节手轮9、丝杆10和锁紧装置11、其中上V型块5和下V型块6配合以夹紧弯管，运动气缸4设置在上V型块5上面并且与上V型块5连接，控制上V型块5的上下运动，导轨8固定在支架7上，丝杆10也设置在支架7上，调节手轮9与丝杆10配合，使得丝杆10转动，锁紧装置11可锁紧丝杆10。在该结构中，气缸选用150mm行程，下V型块6固定在导轨8上的滑块和丝杆螺母中，上V型块5在导轨8的行程范围内向下运动，与下V型块6配合对焊接管起到一个定位和夹紧的作用。通过调节手轮9，可以使丝杆10转动，丝杆螺母前后移动，从而带动夹具整体的移动，起到一个调节夹紧位置的作用。

当调节位置之后，需要将其位置固定，防止焊接过程中发生松动，因此，在该手动调节机构中需要增加一个零件，用于锁紧丝杆，如图3所示，当调整位置过后，在螺杆锁紧块上锁紧螺钉，可锁紧丝杆，防止其转动，当需要调节时，可拧松螺钉。

图4是本发明的焊枪夹持装置的立体图，该焊枪夹持装置2包括焊枪夹具12、手动前后调节机构13、进退枪机构14和Z轴调整结构28。人工微调的时候，需要调节的不仅仅是焊枪的角度，还有焊枪的前后距离，手动调整结构通过转动手轮使丝杆转动，从而带动丝杆螺母移动，进而带动整个夹具结构的移动，设计了两根导轨起到一个导向的作用。进一步考虑，焊枪在焊接之前和焊接之后机构需要自动走一个行程，因此，在手动调节机构下面要增加一个进退枪机构14。其中焊枪夹具以及Z轴上下调整机构将在下面进行详细描述。

图5是本发明的焊枪夹具12的爆炸图。夹具设计的目的在于，在夹紧焊枪的同时，也要能够手动微调焊枪的角度。如图5所示，焊枪夹具12包括焊枪压盖15、角度调节盘16、内六角沉头螺钉、轴承17、轴承调节板18、轴承固定块19和调节手轮20。其中焊枪压盖15和角度调节盘16通过螺钉连接，固定和压紧焊枪，在轴承固定块19外端，通过内六角沉头螺钉将角度调节盘16、轴承17、轴承调节板18以及轴承固定块19连接，因此，固定焊枪部分可转动，调节手轮20杆上有螺纹，穿过调节板18上的一个U型槽与角度调节盘16连接。焊枪角度的调节方法为，通过转动调节手轮20使螺纹松动，然后在U型槽的范围内推动手轮，焊枪部分可旋转一个角度，最后再调节手轮使角度调节盘固定。由于调节不方便，所以焊接过程中应避免调节焊枪的角度。同样，为了在另外一个方向也能调节角度，因此，可在上述夹具结构下方再增加一个调节板。

图6是Z轴调整结构的立体图，焊枪夹持部分最后的设计，由于焊接管的高度不是固定的，因此需要在Z轴方向设计一个结构用于微调焊枪的高度，焊接管件一般都是批量焊接，因此Z轴方向的调节结构没有必要用气缸驱动，手动调节结构由齿轮手轮21、齿轮轴22、支撑座23三部分组成。支撑座固定不动，调节齿轮手轮可实现齿轮轴的上下移动，齿轮轴上方可固定进退枪机构。

图7是本发明的进退枪机构的立体图。焊枪在焊接之前和焊接之后机构需要自动走一个行程，因此，在手动调节机构下面要增加一个进退枪机构14，将导轨滑块与上述手动调节机构13连接，导轨起到一个导向的作用，两端各增加一个限位块，起到限制行程的作用。接下来是考虑驱动力的来源，选择气缸24驱动。气缸安装在支撑板25上，提供驱动力，驱动手动调节结构前进和后退，长期工作，可能由于偏心或平衡度精度不良等原因，发生活塞杆弯曲、杆支轴承和杆密封件磨损等情况，降低气缸性能，缩短气缸使用寿命，因此，采用浮动接头26连接活塞杆，浮动接头26相当于联轴器，可以消除误差，解决偏心问题，使设备运行平稳，延长设备使用寿命。

由于该方案没有考虑到进退枪机构碰到限位块时会产生震动和碰撞破坏，会造成一定的噪音和使零件损耗，影响工作环境和设备寿命，在两边限位块上各加上一个缓冲器27。

环缝旋转部分和焊枪夹持装置通过轴承结构连接，整个动作的流程是气缸驱动进退枪机构，使焊枪靠近焊接管。通过手轮调节焊枪的上下高度和角度，使焊枪到达一个合适的位置后，可伺服驱动环缝焊接机构，进行批量焊接操作。