一种LNG储罐罐体的自动焊接设备及使用方法与流程

一种lng储罐罐体的自动焊接设备及使用方法
技术领域
1.本发明涉及金属焊接技术领域，特别涉及一种lng储罐罐体的自动焊接设备及使用方法。


背景技术：

2.lng一般指液化天然气，lng接收站是指储存液化天然气然后往外输送天然气的装置。其中lng储罐是lng接收站的核心设备，lng储罐一般由结构强度高、耐低温性能强的钢板焊接而成。由于lng接收站内的储罐一般尺寸较大，因此采用人工手动焊接时，工作人员常常需要踩踏梯子进行高空作业，操作非常不便，工作效率低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种lng储罐罐体的自动焊接设备，能够对罐体的大部分位置进行自动焊接，大大减少人工劳动强度，操作简单，大大提高工作效率，使用效果较好。
4.本发明还提出一种lng储罐罐体的自动焊接设备的使用方法。
5.根据本发明第一方面实施例的lng储罐罐体的自动焊接设备，包括：
6.支撑结构；
7.第一调节机构，设置在所述支撑结构上；
8.导向部，与所述第一调节机构连接，所述第一调节机构适于驱动所述导向部沿罐体的轴向活动调节；
9.焊接机构，设置在所述导向部上，所述导向部沿罐体的周向延伸设置；
10.第二调节机构，与所述焊接机构连接，所述第二调节机构适于驱动所述焊接机构沿所述导向部活动调节。
11.根据本发明的第一方面实施例的lng储罐罐体的自动焊接设备，至少具有如下有益效果：通过导向部、第一调节机构和第二调节机构的相适配设置，使得焊接机构能够沿罐体的轴向和周向同时活动，使用时能够对罐体的大部分位置进行自动焊接，大大减少人工劳动强度，操作简单，大大提高工作效率，使用效果较好。
12.根据本发明的第一方面实施例所述的lng储罐罐体的自动焊接设备，所述第二调节机构包括弧形齿条、齿轮、传动组件和驱动电机，所述弧形齿条适于沿罐体的周向延伸地布置在所述导向部，所述齿轮与所述弧形齿条适配，所述传动组件分别连接所述齿轮和所述驱动电机，使所述驱动电机适于驱动所述焊接机构沿所述弧形齿条的延伸方向活动。
13.根据本发明的第一方面实施例所述的lng储罐罐体的自动焊接设备，所述第一调节机构包括伺服电机、螺杆、轴承和轴座，所述轴座设置在所述支撑结构上，所述轴承设置在所述轴座，所述螺杆穿设于所述轴承，所述导向部设置在所述螺杆上，所述伺服电机用于驱动所述螺杆，使所述导向部沿罐体的轴向活动。
14.根据本发明的第一方面实施例所述的lng储罐罐体的自动焊接设备，所述支撑结
构设有导向结构，所述导向部上设有与所述螺杆相配合的螺套，使所述导向部能够在所述螺套和所述导向结构的导向作用下活动。
15.根据本发明的第一方面实施例所述的lng储罐罐体的自动焊接设备，所述导向部设置为弧形板，所述弧形板的内径大于罐体的外径，所述弧形板的轴线与罐体的轴线重合，所述弧形板间隔地围绕罐体的周向设置，所述螺套设置在所述弧形板的外弧面，所述弧形齿条设置在所述弧形板的内弧面，所述焊接机构可滑动地设置在所述弧形板的端面上。
16.根据本发明的第一方面实施例所述的lng储罐罐体的自动焊接设备，所述弧形板上设有滑座，所述驱动电机设置在所述滑座，使所述滑座通过所述传动组件与所述齿轮连接；
17.所述滑座包括固定板和间隔设置在所述固定板的两个侧板，所述焊接机构设置在所述固定板上，所述弧形板设置在两个所述侧板之间，所述弧形板的上下两端面上分别设有滑槽，各所述侧板上均设有滑块，各所述滑块可滑动地设置在各所述滑槽上，使所述滑座可滑动地设置在所述滑槽上。
18.根据本发明的第一方面实施例所述的lng储罐罐体的自动焊接设备，所述焊接机构包括电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的活动端设有焊头，所述电动伸缩杆适于沿罐体的径向伸缩调节。
19.根据本发明的第一方面实施例所述的lng储罐罐体的自动焊接设备，所述支撑结构包括底座、支撑部和门架，所述支撑部和所述门架设置在所述底座，所述支撑部适于支撑罐体，所述门架沿罐体的轴向间隔设置，所述第一调节机构设置在所述门架上。
20.根据本发明的第一方面实施例所述的lng储罐罐体的自动焊接设备，所述支撑部包括支撑座和多个支撑轮，所述支撑座的顶面设置为适配罐体侧壁的弧面，各所述支撑轮间隔地沿所述弧面的周向设置，所述支撑轮沿罐体的轴向转动设置以辅助罐体的转动。
21.根据本发明第二方面实施例的lng储罐罐体的自动焊接设备的使用方法，包括以下步骤：
22.将罐体侧卧地放置于支撑座上，沿罐体的轴向和周向分别调整直至罐体处于合适位置；
23.启动伺服电机对弧形板的水平位置进行调节，同时通过驱动电机、弧形齿条、齿轮和传动组件的相互配合带动滑座沿弧形板移动进行周向调节；
24.启动焊接机构进行焊接，焊接时能够沿罐体的周向和轴向移动，焊接机构的焊头可沿罐体的径向伸缩调节，从而实现对罐体的自动焊接。
25.不难理解，本发明第二方面实施例中的lng储罐罐体的自动焊接设备的使用方法，具有如前所述第一方面实施例中的lng储罐罐体的自动焊接设备的技术效果，因而不再赘述。
26.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
27.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
28.图1为本发明实施例的结构示意图；
29.图2为图1中a的放大图；
30.图3为本发明实施例的左视图；
31.图4为图3中b的放大图。
32.附图标记：
33.支撑结构100、底座110、门架120、支撑座130、支撑轮140、导向结构150；
34.第一调节机构200、伺服电机210、螺杆220、轴承230、轴座240；
35.导向部300、螺套310、滑槽320；
36.第二调节机构400、弧形齿条410、齿轮420、传动组件430、驱动电机440；
37.焊接机构500、电动伸缩杆510、焊头520；
38.滑座600、固定板610、侧板620、滑块621。
具体实施方式
39.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
40.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是至少两个，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
42.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
43.参照图1至图4，本发明第一方面实施例的lng储罐罐体的自动焊接设备，应用于lng储罐的焊接，lng储罐罐体的自动焊接设备包括支撑结构100、第一调节机构200、导向部300、第二调节机构400和焊接机构500。
44.其中支撑结构100作为承载基础，罐体和第一调节机构200、导向部300、第二调节机构400和焊接机构500均直接或间接地设置在支撑结构100上，第一调节机构200基于导向结构150设置在支撑结构100上，导向部300与第一调节机构200连接，第一调节机构200适于驱动导向部300沿罐体的轴向活动调节，焊接机构500设置在导向部300上，导向部300沿罐体的周向延伸设置；第二调节机构400与焊接机构500连接，第二调节机构400适于驱动焊接机构500沿导向部300活动调节。通过导向部300、第一调节机构200和第二调节机构400的相适配设置，使得焊接机构500能够沿罐体的轴向和周向同时活动，使用时能够对罐体的大部分位置进行自动焊接，大大减少人工劳动强度，操作简单，大大提高工作效率，使用效果较好。
45.在本发明的一些实施例中，参照图1和图3，支撑结构100包括底座110、支撑部和门
架120，支撑部和门架120设置在底座110，支撑部适于支撑罐体，门架120沿罐体的轴向间隔设置，第一调节机构200设置在门架120上。可以理解的是，底座110上沿水平方向设有与罐体相适应的支撑部，在罐体的两端对应的底座110位置上设有门架120，从而能够在两个门架120之间设置第一调节机构200。
46.优选的，支撑部包括支撑座130和多个支撑轮140，支撑座130的顶面沿水平方向设置，且设置为适配罐体侧壁的弧面，各支撑轮140间隔地沿弧面的周向设置，各支撑轮140的轴线与罐体的轴线平行，支撑轮140沿罐体的轴向转动设置以辅助罐体的转动，从而在焊接时可转动罐体，方便对罐体底部的位置进行焊接。
47.在本发明的一些实施例中，第二调节机构400包括弧形齿条410、齿轮420、传动组件430和驱动电机440，弧形齿条410适于沿罐体的周向延伸地布置在导向部300，齿轮420与弧形齿条410适配，传动组件430分别连接齿轮420和驱动电机440，使驱动电机440适于驱动焊接机构500沿弧形齿条410的延伸方向活动。可以理解的是，通过弧形齿条410限定焊接机构500的运动路径，通过齿轮420啮合于弧形齿条410实现行走的效果，通过驱动电机440提供驱动力，传动组件430将驱动力传递至齿轮420的齿轮420轴上使齿轮420转动，从而使得焊接机构500能够在弧形齿条410上行走，且传递效率高、活动的行程、位置控制精度更高，能够适应自动焊接的要求。
48.一些实施例中，弧形齿条410的与导向部300的曲率相适配设置，以使整体结构布置更加合理。一些实施例中，驱动电机440采用三相异步电机，能够实现正反转且能自锁，提高自动化程度。
49.在本发明的一些实施例中，参照图1，第一调节机构200包括伺服电机210、螺杆220、轴承230和轴座240，轴座240设置在支撑结构100上，轴承230设置在轴座240，螺杆220穿设于轴承230，导向部300设置在螺杆220上，伺服电机210用于驱动螺杆220，使导向部300沿罐体的轴向活动。
50.可以理解的是，通过伺服电机210与螺杆220联动连接，螺杆220的轴线与罐体的轴线平行，伺服电机210可带动螺杆220正转或反转，从而可使导向部300沿罐体的轴向移动，对焊接机构500的水平位置进行调节。
51.其中轴座240分别设置在两侧的门架120上以提高安装基础，轴承230设置在轴座240并用于套设螺杆220以使螺杆220能够正常转动工作。
52.优选的，进一步参照图1至图3，支撑结构100设有导向结构150，导向结构150用于对导向部300的活动进行导向，进一步的，为了使得螺杆220的驱动效果进一步提升，导向部300上设有与螺杆220相配合的螺套310，使导向部300能够在螺套310和导向结构150的导向作用下活动。
53.可以理解的是，导向结构150包括导向杆和导向套，导向套设置在导向部300上，导向杆的两端分别固定于两侧的门架120，导向套与导向杆配合设置，以使导向部300在活动过程中，导向套也同步在导向杆的导向下滑动，使导向部300只可沿水平方向移动进行调节，同时可对导向部300进行辅助支撑，避免所有重量作用到螺套310与螺杆220之间。
54.在本发明的一些实施例中，参照图3和图4，导向部300设置为弧形板，弧形板的内径大于罐体的外径，弧形板的轴线与罐体的轴线重合，弧形板间隔地围绕罐体的周向设置，螺套310设置在弧形板的外弧面，弧形齿条410设置在弧形板的内弧面，焊接机构500可滑动
地设置在弧形板的端面上。
55.可以理解的是，通过将弧形板与罐体的轴线重合设置，弧形板的曲率与罐体的曲率相同，从而保证焊接机构500能够作用于罐体侧壁的各个位置，同时弧形板的内径大于罐体的外径以围绕罐体的外周设置。其中，基于弧形板的具体结构，使得弧形齿条410的设置更加方便，沿弧形板的内弧面依次设置齿条即可形成弧形齿条410，可带动焊接机构500沿弧形板的周向移动进行调节，从而可方便沿罐体的周向转动，对罐体的外表面进行焊接。并在弧形板上的外侧设置与螺杆220配合的螺套310，两侧之间的位置用于供焊接机构500活动从而使得整体布局合理。
56.在本发明的一些实施例中，参照图2至图4，弧形板上设有滑座600，滑座600作为焊接机构500和第二驱动机构的承载平台可滑动设置，驱动电机440设置在滑座600，使滑座600通过传动组件430与齿轮420连接，滑座600包括固定板610和间隔设置在固定板610的两个侧板620，焊接机构500设置在固定板610上，弧形板设置在两个侧板620之间，弧形板的上下两端面上分别设有滑槽320，各侧板620上均设有滑块621，各滑块621可滑动地设置在各滑槽320上，使滑座600可滑动地设置在滑槽320上。
57.可以理解的是，各侧板620分别位于弧形板的两端面外，弧形板两端面设有与各滑块621一一适配的滑槽320，通过滑块621可滑动地嵌入于滑槽320的方式，使得滑座600能够沿弧形板周向滑动。
58.在本发明的一些实施例中，参照图4，焊接机构500包括电动伸缩杆510，电动伸缩杆510的活动端设有焊头520，电动伸缩杆510适于沿罐体的径向伸缩调节，针对罐体的三向分别设置调节的机构，使焊头520能够实现全方位地移动，从而保证焊接效果。
59.参照图1至图4，本发明第二方面实施例的lng储罐罐体的自动焊接设备的使用方法，lng储罐罐体的自动焊接设备的使用方法可以是本发明第一方面实施例的lng储罐罐体的自动焊接设备的使用方法。
60.lng储罐罐体的自动焊接设备的使用方法包括以下步骤：
61.将罐体侧卧地放置于支撑座130上，沿罐体的轴向和周向分别调整直至罐体处于合适位置；
62.启动伺服电机210对弧形板的水平位置进行调节，同时通过驱动电机440、弧形齿条410、齿轮420和传动组件430的相互配合带动滑座600沿弧形板移动进行周向调节；
63.启动焊接机构500进行焊接，焊接时能够沿罐体的周向和轴向移动，焊接机构500的焊头520可沿罐体的径向伸缩调节，从而实现对罐体的自动焊接。
64.通过焊接机构500、第一驱动机构和第二驱动机构的具体设置，使得焊头520可沿罐体的径向、轴向和周向分别调节，实现对罐体的自动焊接。对此，为实现自动焊接，可配置相应的控制系统、传感器模块和信息采集模块，通过传感器模块获取罐体和焊头520的现场具体工作情况，通过信息采集模块获取焊接机构500、第一驱动机构和第二驱动机构的工作参数信息，通过控制系统设置预设逻辑的控制指令，使得获取传感器模块和信息采集模块的信息后，能够分别控制焊接机构500、第一驱动机构和第二驱动机构，通过闭环控制的方式实现对罐体的自动焊接。
65.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在
矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
66.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。