一种自动化焊接设备的制作方法

[0001]
本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种自动化焊接设备。


背景技术：

[0002]
金属管道是近来在水利水电工程中发展比较迅猛的一种新结构的材料，并且发展成为高流速以及高水头水利水电输水结构建设中选择的重要素材。压力金属管是构成金属管道的重要组成部分，逐渐受到了社会各界的广泛关注，压力金属管在水利水电工程中承担着水轮机蜗壳与进水口的连接作用，可以对进水口中的水进行引导，并使水顺利流向球阀或者涡壳，通过水的作用力水轮机发生了转动。金属管的焊接需要满足如下基本程序与条件：金属管焊接材料与人员准备，参加金属管焊接的工作人员必须具备合格的水利水电焊工证书，并在监理工程师与业主的考核下进行现场考试；参与无损检测的工作人员也需要具备合格的无损检测资格证书等，以证明焊接工人具有合格的焊接技能。
[0003]
但是，现有技术下的金属管焊接方式一般为工人人工焊接，对于人工焊接，当工人长时间工作后，体力和注意力下降，不易将两个金属管对正，不易保证两个金属管在焊接过程中保持稳定状态，从而造成焊接质量不合格。


技术实现要素：

[0004]
(一)发明目的
[0005]
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种自动化焊接设备，能稳定的装夹金属管，并驱动金属管转动，在金属管转动过程中通过焊头自动对两个金属管进行焊接处理，自动化程度高，焊接精度高，焊接质量高。
[0006]
(二)技术方案
[0007]
本发明提供了一种自动化焊接设备，包括装夹旋转机构、焊头、控制面板和机架，装夹旋转机构沿横向并排设置有两组，装夹旋转机构包括夹紧组件、推动板、连接板、转动筒、安装台、用于驱动连接板沿横向移动的移动驱动机构和用于驱动转动筒转动的旋转驱动机构，机架上设置有用于驱动焊头升降的升降机构；
[0008]
转动筒中心轴沿横向设置，转动筒上同轴设置有装夹通道，转动筒转动设置在安装台上；旋转驱动机构设置在安装台上；安装台和控制面板均设置在机架上，控制面板与焊头、移动驱动机构、旋转驱动机构和升降机构分别控制连接；推动板为环形筒状结构，且推动板内径沿远离连接板方向逐渐减小，推动板轴向一端与连接板连接，连接板为圆环形板状结构，连接板套设在转动筒外周侧，移动驱动机构设置在转动筒上；夹紧组件绕转动筒中心轴均匀设置有多组，夹紧组件包括滚轮、滑动杆、夹板、挡台和弹性件，滚轮、滑动杆和夹板依次连接，滚轮抵接在推动板内表面上，滑动杆沿转动筒径向贯穿转动筒并与转动筒滑动连接，夹板位于装夹通道内部，挡台设置在滑动杆上，挡台位于转动筒外周侧，弹性件两端分别与挡台和转动筒连接。
[0009]
优选的，滑动杆为矩形柱状结构，滑动杆边缘设置有圆角，夹板为弧形板状结构，
且弧形开口朝向远离滑动杆的方向，弹性件为压缩弹簧，弹性件套设在滑动杆外周侧。
[0010]
优选的，移动驱动机构包括第一电机、丝杆传动机构、带传动机构和支架，丝杆传动机构绕转动筒中心轴均匀设置有多组，丝杆传动机构包括第一丝杆和第一丝杆螺母，第一丝杆转动设置在支架上，第一丝杆螺母与第一丝杆螺纹连接，第一丝杆螺母与连接板连接，带传动机构包括带轮和皮带，带轮为同步带轮，皮带为同步带，带轮共设置有多个，带轮同轴设置在第一丝杆上，多个带轮通过皮带连接，第一电机和支架均设置在转动筒外周面上，第一电机与一组丝杆传动机构中的第一丝杆驱动连接，支架沿转动筒轴向并排设置有两个。
[0011]
优选的，支架上转动设置有第一导向杆，第一导向杆绕转动筒中心轴设置有多个，除设置在第一丝杆上的带轮之外的其余带轮对应设置在第一导向杆上，连接板滑动设置在第一导向杆上。
[0012]
优选的，安装台上设置有安装仓；旋转驱动机构包括第二电机、齿轮和齿圈，第二电机设置在安装仓内，第二电机与齿轮驱动连接，齿轮与齿圈啮合连接，齿圈同轴设置在转动筒外周面上。
[0013]
优选的，升降机构包括移动架、固定架、第三电机、第二丝杆、第二丝杆螺母和第二导向杆，焊头设置在移动架顶部，移动架为“回”字形结构，移动架套设在固定架上，移动架滑动设置在第二导向杆上，固定架为u形板状结构，且u形开口朝下设置，固定架和第三电机均设置在机架上，第三电机与第二丝杆驱动连接，第二丝杆和第二导向杆均竖直设置，第二丝杆与固定架转动连接，第二丝杆与第二丝杆螺母螺纹连接，第二丝杆螺母与移动架连接，第二导向杆两端分别与固定架和机架连接。
[0014]
优选的，安装台上设置有安装罩；安装罩上设置有穿管通道，齿轮和齿圈均位于安装罩内侧；固定架顶部与机架顶部之间连接有折叠帘；移动架贯穿折叠帘并与折叠帘连接。
[0015]
优选的，机架底部阵列设置有多个脚杯，脚杯上设置有脚轮。
[0016]
优选的，设备的使用方法包括如下步骤：
[0017]
s1、将两个待焊接管件分别穿过两组装夹旋转机构中的两个转动筒的装夹通道，管件位于多组夹紧机构内侧；
[0018]
s2、通过控制面板控制移动驱动机构，移动驱动机构驱动连接板移动，连接板带动推动板向连接板一侧移动，推动板在移动过程中向内侧推动滚轮，多组夹紧机构中的滚轮在滚动过程中沿转动筒径向向内侧移动，滚轮带动滑动杆、夹板和挡台移动，弹性件被压缩在挡台和转动筒外周面之间，夹板将管件夹紧在中间；在夹板移动过程中，不断调整两个管件的位置，使得在夹紧完毕后，两个管件端部抵接在一起，且抵接处位于焊头正上方；
[0019]
s3、通过控制面板控制旋转驱动机构，旋转驱动机构驱动转动筒转动，转动筒带动夹紧组件和管件旋转；
[0020]
s4、通过控制面板控制升降机构，升降机构驱动焊头移动至焊接工位；
[0021]
s5、通过控制面板控制焊头，利用焊头对旋转状态下的两个管件的抵接处进行焊接处理，直至将两个管件焊接在一起。
[0022]
与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0023]
本发明能稳定的装夹不同规格的金属管，并驱动金属管转动，在金属管转动过程中通过焊头自动对两个金属管进行焊接处理，自动化程度高，适用范围大，焊接精度高，焊
接质量高。在装夹金属管时，通过移动驱动机构驱动连接板移动，连接板带动推动板移动，推动板在移动过程中向内侧挤压滚轮，从而利用多个夹板将金属管夹紧在中间，夹紧的位置准确，夹紧更加牢靠；通过旋转驱动机构驱动转动筒转动，从而使两个金属管转动，调整焊头位置，从而利用焊头对转动状态下的两个金属管进行焊接处理，焊接位置更加准确，焊接牢靠性更高。
附图说明
[0024]
图1为本发明提出的一种自动化焊接设备的结构示意图。
[0025]
图2为本发明提出的一种自动化焊接设备中装夹旋转机构的结构剖视图。
[0026]
图3为图2中a处的结构放大图。
[0027]
图4为本发明提出的一种自动化焊接设备中焊头的升降原理结构示意图。
[0028]
附图标记：100、装夹旋转机构；1、滚轮；2、滑动杆；3、夹板；4、挡台；5、弹性件；6、推动板；7、连接板；8、第一电机；9、第一丝杆；901、第一丝杆螺母；10、第一导向杆；11、支架；12、带轮；13、皮带；14、转动筒；141、装夹通道；15、第二电机；16、齿轮；17、齿圈；18、安装台；181、安装仓；19、焊头；20、移动架；21、固定架；22、第三电机；23、第二丝杆；231、第二丝杆螺母；24、第二导向杆；25、折叠帘；26、控制面板；27、机架；28、脚杯；29、安装罩。
具体实施方式
[0029]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0030]
如图1-4所示，本发明提出的一种自动化焊接设备，包括装夹旋转机构100、焊头19、控制面板26和机架27，装夹旋转机构100沿横向并排设置有两组，装夹旋转机构100包括夹紧组件、推动板6、连接板7、转动筒14、安装台18、用于驱动连接板7沿横向移动的移动驱动机构和用于驱动转动筒14转动的旋转驱动机构，机架27上设置有用于驱动焊头19升降的升降机构；
[0031]
转动筒14中心轴沿横向设置，转动筒14上同轴设置有装夹通道141，转动筒14转动设置在安装台18上；旋转驱动机构设置在安装台18上；安装台18和控制面板26均设置在机架27上，控制面板26与焊头19、移动驱动机构、旋转驱动机构和升降机构分别控制连接；推动板6为环形筒状结构，且推动板6内径沿远离连接板7方向逐渐减小，推动板6轴向一端与连接板7连接，连接板7为圆环形板状结构，连接板7套设在转动筒14外周侧，移动驱动机构设置在转动筒14上；夹紧组件绕转动筒14中心轴均匀设置有多组，夹紧组件包括滚轮1、滑动杆2、夹板3、挡台4和弹性件5，滚轮1、滑动杆2和夹板3依次连接，滚轮1抵接在推动板6内表面上，滑动杆2沿转动筒14径向贯穿转动筒14并与转动筒14滑动连接，夹板3位于装夹通道141内部，挡台4设置在滑动杆2上，挡台4位于转动筒14外周侧，弹性件5两端分别与挡台4和转动筒14连接。
[0032]
本发明能稳定的装夹不同规格的金属管，并驱动金属管转动，在金属管转动过程中通过焊头19自动对两个金属管进行焊接处理，自动化程度高，适用范围大，焊接精度高，
焊接质量高。在装夹金属管时，通过移动驱动机构驱动连接板7移动，连接板7带动推动板6移动，推动板6在移动过程中向内侧挤压滚轮1，从而利用多个夹板3将金属管夹紧在中间，夹紧的位置准确，夹紧更加牢靠；通过旋转驱动机构驱动转动筒14转动，从而使两个金属管转动，调整焊头19位置，从而利用焊头19对转动状态下的两个金属管进行焊接处理，焊接位置更加准确，焊接牢靠性更高。
[0033]
在一个可选的实施例中，滑动杆2为矩形柱状结构，滑动杆2边缘设置有圆角，夹板3为弧形板状结构，且弧形开口朝向远离滑动杆2的方向，弹性件5为压缩弹簧，弹性件5套设在滑动杆2外周侧。
[0034]
需要说明的是，在滚轮1滚动和移动过程中，滑动杆2能保持沿转动筒14径向的滑动，从而使滚轮1保持能滚动的方位，弹性件5能长期使用，不会脱落。
[0035]
在一个可选的实施例中，移动驱动机构包括第一电机8、丝杆传动机构、带传动机构和支架11，丝杆传动机构绕转动筒14中心轴均匀设置有多组，丝杆传动机构包括第一丝杆9和第一丝杆螺母901，第一丝杆9转动设置在支架11上，第一丝杆螺母901与第一丝杆9螺纹连接，第一丝杆螺母901与连接板7连接，带传动机构包括带轮12和皮带13，带轮12为同步带轮，皮带13为同步带，带轮12共设置有多个，带轮12同轴设置在第一丝杆9上，多个带轮12通过皮带13连接，第一电机8和支架11均设置在转动筒14外周面上，第一电机8与一组丝杆传动机构中的第一丝杆9驱动连接，支架11沿转动筒14轴向并排设置有两个。
[0036]
需要说明的是，第一电机8驱动一组丝杆传动机构中的第一丝杆9转动，该第一丝杆9通过带传动机构将动力传递至其余第一丝杆9，第一丝杆9带动第一丝杆螺母901移动，第一丝杆螺母901带动连接板7移动，移动过程非常平稳。
[0037]
在一个可选的实施例中，支架11上转动设置有第一导向杆10，第一导向杆10绕转动筒14中心轴设置有多个，除设置在第一丝杆9上的带轮12之外的其余带轮12对应设置在第一导向杆10上，连接板7滑动设置在第一导向杆10上。
[0038]
需要说明的是，通过增设的第一导向杆10，能对连接板7的移动过程进行进一步的导向，提高连接板7移动过程的平稳性和移动方向的准确性，还能对带传动机构中的皮带13起到支撑作用，保证带传动过程的平稳性。
[0039]
在一个可选的实施例中，安装台18上设置有安装仓181；旋转驱动机构包括第二电机15、齿轮16和齿圈17，第二电机15设置在安装仓181内，第二电机15与齿轮16驱动连接，齿轮16与齿圈17啮合连接，齿圈17同轴设置在转动筒14外周面上。
[0040]
需要说明的是，第二电机15驱动齿轮16转动，齿轮16带动齿圈17转动，齿圈17带动转动筒14转动，从而能带动装夹的金属管转动，转动过程平稳，保证能利用焊头19对两个金属管进行均匀的焊接。
[0041]
在一个可选的实施例中，升降机构包括移动架20、固定架21、第三电机22、第二丝杆23、第二丝杆螺母231和第二导向杆24，焊头19设置在移动架20顶部，移动架20为“回”字形结构，移动架20套设在固定架21上，移动架20滑动设置在第二导向杆24上，固定架21为u形板状结构，且u形开口朝下设置，固定架21和第三电机22均设置在机架27上，第三电机22与第二丝杆23驱动连接，第二丝杆23和第二导向杆24均竖直设置，第二丝杆23与固定架21转动连接，第二丝杆23与第二丝杆螺母231螺纹连接，第二丝杆螺母231与移动架20连接，第二导向杆24两端分别与固定架21和机架27连接。
[0042]
需要说明的是，第三电机22能驱动第二丝杆23转动，第二丝杆23带动第二丝杆螺母231移动，第二导向杆24起到导向作用，能使移动架20沿竖直方向移动，从而能调整焊头19的位置。
[0043]
在一个可选的实施例中，安装台18上设置有安装罩29；安装罩29上设置有穿管通道，齿轮16和齿圈17均位于安装罩29内侧；固定架21顶部与机架27顶部之间连接有折叠帘25；移动架20贯穿折叠帘25并与折叠帘25连接。
[0044]
需要说明的是，安装罩29能对内侧的齿轮16和齿圈17进行遮挡，折叠帘25能对内侧的第二丝杆23、第二丝杆螺母231和第二导向杆24进行遮挡，通过上述遮挡，保证了设备的整洁性。
[0045]
在一个可选的实施例中，机架27底部阵列设置有多个脚杯28，脚杯28上设置有脚轮，便于根据使用需求来灵活的移动、运输或固定本设备。
[0046]
在一个可选的实施例中，设备的使用方法包括如下步骤：
[0047]
s1、将两个待焊接管件分别穿过两组装夹旋转机构100中的两个转动筒14的装夹通道141，管件位于多组夹紧机构内侧，放置空间大，放置操作简单；
[0048]
s2、通过控制面板26控制移动驱动机构，移动驱动机构驱动连接板7移动，连接板7带动推动板6向连接板7一侧移动，推动板6在移动过程中向内侧推动滚轮1，多组夹紧机构中的滚轮1在滚动过程中沿转动筒14径向向内侧移动，滚轮1带动滑动杆2、夹板3和挡台4移动，弹性件5被压缩在挡台4和转动筒14外周面之间，夹板3将管件夹紧在中间，两个管件能被同轴夹紧，保证后续焊接后的两个管件的同轴度能达到合格标准；在夹板3移动过程中，不断调整两个管件的位置，使得在夹紧完毕后，两个管件端部抵接在一起，且抵接处位于焊头19正上方，便于后续的焊接工序；
[0049]
s3、通过控制面板26控制旋转驱动机构，旋转驱动机构驱动转动筒14转动，转动筒14带动夹紧组件和管件旋转，两个管件的抵接处外边缘能在转动过程中经过焊头19上方；
[0050]
s4、通过控制面板26控制升降机构，升降机构驱动焊头19移动至焊接工位；
[0051]
s5、通过控制面板26控制焊头19，利用焊头19对旋转状态下的两个管件的抵接处进行焊接处理，直至将两个管件焊接在一起，焊缝均匀，焊接质量高。
[0052]
本发明能稳定的装夹不同规格的金属管，并驱动金属管转动，在金属管转动过程中通过焊头19自动对两个金属管进行焊接处理，自动化程度高，适用范围大，焊接精度高，焊接质量高。在装夹金属管时，通过移动驱动机构驱动连接板7移动，连接板7带动推动板6移动，推动板6在移动过程中向内侧挤压滚轮1，从而利用多个夹板3将金属管夹紧在中间，夹紧的位置准确，夹紧更加牢靠；通过旋转驱动机构驱动转动筒14转动，从而使两个金属管转动，调整焊头19位置，从而利用焊头19对转动状态下的两个金属管进行焊接处理，焊接位置更加准确，焊接牢靠性更高。
[0053]
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。