一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备及其焊接方法技术

一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备及其焊接方法，它涉及电站锅炉吊挂管焊接技术领域。本发明专利技术解决了现有吊挂管的焊接方式为手工焊接，手工焊接过程中存在焊接效率低、焊接质量差、工人劳动强度低的问题。本发明专利技术的兜带上料机构将管子输送到暂存料架，暂存料架对管子进行对中处理；三工位移载小车将暂存料架上的管子搬运到组对变位机上并对管子进行定位夹紧；搬运工位将角板放置在管子两侧，点焊工位对角板和管子之间进行自动点焊；三工位移载小车将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机上，焊接变位机对吊挂管进行夹紧，满焊工位对吊挂管进行自动焊接；焊接完成后三工位移载小车将吊挂管搬运到成品料架上。本发明专利技术实现了电站锅炉吊挂管的自动化焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备及其焊接方法
本专利技术涉及电站锅炉吊挂管焊接
，具体涉及一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备及其焊接方法。
技术介绍
燃煤电站锅炉中水平布置受热面部件需要采用吊挂管进行吊挂。吊挂管为管子+角板的焊接结构，目前吊挂管的焊接方式为手工焊接，需要人工采用相应工装胎具将管子与角板进行装配点焊，然后再填充满焊完成焊接。存在问题：一方面根据吊挂管种类的不同，需要准备不同的工装胎具，工装胎具将耗费大量资金，生产成本高；另一方面目前的焊接方法为手工焊接，无机械化自动化焊接过程，工人劳动强度高，焊接效率低，焊接质量差，工人需要承受焊接过程中的弧光和烟尘，劳动环境差。综上所述，现有吊挂管的焊接方式为手工焊接，手工焊接过程中存在焊接效率低、焊接质量差、工人劳动强度低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有吊挂管的焊接方式为手工焊接，手工焊接过程中存在焊接效率低、焊接质量差、工人劳动强度低的问题，进而提供一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备及其焊接方法。本专利技术的技术方案是：一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备，它包括兜带上料机构1、暂存料架2、三工位移载小车3、搬运工位4、组对变位机5、点焊工位6、焊接变位机7、满焊工位8和成品料架9，兜带上料机构1、暂存料架2、搬运工位4、组对变位机5、点焊工位6、焊接变位机7、满焊工位8和成品料架9由前至后依次布置，三工位移载小车3垂直布置在暂存料架2与成品料架9之间，搬运工位4、点焊工位6、满焊工位8均位于三工位移载小车3的正上方，组对变位机5和焊接变位机7均位于三工位移载小车3的正下方；兜带上料机构1将管子输送到暂存料架2上，暂存料架2对管子进行对中处理，进而实现管子的自动上料；三工位移载小车3将暂存料架2上的管子搬运到组对变位机5上，组对变位机5对管子进行定位夹紧，进而实现管子的自动转运；搬运工位4取出角板并将角板放置在管子两侧，点焊工位6对角板和管子之间进行自动点焊；点焊完成后三工位移载小车3将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机7上，焊接变位机7对吊挂管进行夹紧，满焊工位8对吊挂管进行自动焊接；焊接完成后三工位移载小车3将吊挂管搬运到成品料架9上。一种采用电站锅炉吊挂管自动化焊接设备的焊接方法，所述电站锅炉吊挂管自动化焊接方法是通过以下步骤实现的：步骤一、管子的上料：首先，采用兜带上料机构1将管子输送到暂存料架2上；然后，采用暂存料架2对管子进行对中处理；再将对中后的管子翻到V型架25上；步骤二、管子的转运：先采用三工位移载小车3将V型架25上的管子搬运到组对变位机5；再通过组对变位机5将管子进行定位夹紧；步骤三、角板与管子的点焊：搬运机器人33从角板料盒35取角板，搬运机器人33将角板放置在管子两侧，点焊机器人38点焊角板；步骤四、产品的转运：点焊完成后，先采用三工位移载小车3将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机7上；再通过焊接变位机7夹紧吊挂管；步骤五、产品的满焊：同时采用焊接机器人a46和焊接机器人b48完成吊挂管焊接；步骤六、吊挂管的下料：焊接完成后，采用三联动移载小车3将吊挂管搬运到成品料架9，至此，完成了第一根吊挂管的焊接；焊接完成一根吊挂管后，重复上述动作实现电站锅炉吊挂管的自动化焊接。本专利技术与现有技术相比具有以下效果：本专利技术实现了电站锅炉吊挂管的自动化焊接，从上料、装配点焊、填充满焊到产品下料全部实现自动化焊接，并且各个工序协调联动，生产节拍紧凑，改变了手工焊接过程中存在的焊接效率低、焊接质量差、工人劳动强度低的现状。本专利技术对于管子+板型零件的类似结构实现自动化焊接具有借鉴意义，对于提高电站锅炉的机械自动化生产等级，降低人工劳动强度具有重要意义。本专利技术的电站锅炉吊挂管自动化焊接设备按照管子的上料、角板与管子点焊、角板满焊及下料生产流程进行布置，可自动实现上料、转运、点焊和焊接等全流程流转，生产节拍紧凑，自动化等级高。附图说明图1是吊挂管典型结构示意图；图2是本专利技术的电站锅炉吊挂管自动化焊接设备的结构示意图；图3是本专利技术的电站锅炉吊挂管自动化焊接设备焊接吊挂管的过程示意图；图4是本专利技术的兜带上料机构1的结构示意图；图5是本专利技术的暂存料架2的结构示意图；图6是本专利技术的翻转架24的结构示意图；图7是本专利技术的V型架25的结构示意图；图8是本专利技术的底座20的结构示意图；图9是本专利技术的搬运工位4的结构示意图；图10是本专利技术的点焊工位6的结构示意图；图11是本专利技术的点焊工位6的轴测图；图12是本专利技术的满焊工位8的结构示意图；图13是本专利技术的成品料架9的结构示意图；图14是本专利技术的三工位移载小车3的结构示意图；图15是图14在Ⅰ处的局部放大图；图16是本专利技术的组对变位机5或焊接变位机7的结构示意图；图17是图16在Ⅱ处的局部示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1至图17说明本实施方式，本实施方式的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备，它包括兜带上料机构1、暂存料架2、三工位移载小车3、搬运工位4、组对变位机5、点焊工位6、焊接变位机7、满焊工位8和成品料架9，兜带上料机构1、暂存料架2、搬运工位4、组对变位机5、点焊工位6、焊接变位机7、满焊工位8和成品料架9由前至后依次布置，三工位移载小车3垂直布置在暂存料架2与成品料架9之间，搬运工位4、点焊工位6、满焊工位8均位于三工位移载小车3的正上方，组对变位机5和焊接变位机7均位于三工位移载小车3的正下方；兜带上料机构1将管子输送到暂存料架2上，暂存料架2对管子进行对中处理，进而实现管子的自动上料；三工位移载小车3将暂存料架2上的管子搬运到组对变位机5上，组对变位机5对管子进行定位夹紧，进而实现管子的自动转运；搬运工位4取出角板并将角板放置在管子两侧，点焊工位6对角板和管子之间进行自动点焊；点焊完成后三工位移载小车3将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机7上，焊接变位机7对吊挂管进行夹紧，满焊工位8对吊挂管进行自动焊接；焊接完成后三工位移载小车3将吊挂管搬运到成品料架9上。本实施方式的电站锅炉吊挂管的典型结构如图1所示，本专利技术适用的吊挂管产品结构为：管子长度为2000-4300mm，管子直径为Φ44.5-Φ63.5mm，壁厚为7-14mm。角板厚度为5mm、6mm或10mm，角板宽度为17-80mm，角板高度为32-80mm，角板净间距为14-110mm，两侧角板对称，单侧需焊接角板数量为10-50个不等。适用的两侧角板距离端部≥180mm。本实施方式的电站锅炉吊挂管自动化焊接设备采用CPU及相关模块构成PLC控制系统，是整个控制系统的中心，对搬运工位、点焊工位、满焊工位和转运移载等所有的气动和电动过程进行控制。控制系统中安装有触摸屏控制面板，实现信息显示及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备，其特征在于：它包括兜带上料机构(1)、暂存料架(2)、三工位移载小车(3)、搬运工位(4)、组对变位机(5)、点焊工位(6)、焊接变位机(7)、满焊工位(8)和成品料架(9)，兜带上料机构(1)、暂存料架(2)、搬运工位(4)、组对变位机(5)、点焊工位(6)、焊接变位机(7)、满焊工位(8)和成品料架(9)由前至后依次布置，三工位移载小车(3)垂直布置在暂存料架(2)与成品料架(9)之间，搬运工位(4)、点焊工位(6)、满焊工位(8)均位于三工位移载小车(3)的正上方，组对变位机(5)和焊接变位机(7)均位于三工位移载小车(3)的正下方；兜带上料机构(1)将管子输送到暂存料架(2)上，暂存料架(2)对管子进行对中处理，进而实现管子的自动上料；三工位移载小车(3)将暂存料架(2)上的管子搬运到组对变位机(5)上，组对变位机(5)对管子进行定位夹紧，进而实现管子的自动转运；搬运工位(4)取出角板并将角板放置在管子两侧，点焊工位(6)对角板和管子之间进行自动点焊；点焊完成后三工位移载小车(3)将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机(7)上，焊接变位机(7)对吊挂管进行夹紧，满焊工位(8)对吊挂管进行自动焊接；焊接完成后三工位移载小车(3)将吊挂管搬运到成品料架(9)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备，其特征在于：它包括兜带上料机构(1)、暂存料架(2)、三工位移载小车(3)、搬运工位(4)、组对变位机(5)、点焊工位(6)、焊接变位机(7)、满焊工位(8)和成品料架(9)，兜带上料机构(1)、暂存料架(2)、搬运工位(4)、组对变位机(5)、点焊工位(6)、焊接变位机(7)、满焊工位(8)和成品料架(9)由前至后依次布置，三工位移载小车(3)垂直布置在暂存料架(2)与成品料架(9)之间，搬运工位(4)、点焊工位(6)、满焊工位(8)均位于三工位移载小车(3)的正上方，组对变位机(5)和焊接变位机(7)均位于三工位移载小车(3)的正下方；兜带上料机构(1)将管子输送到暂存料架(2)上，暂存料架(2)对管子进行对中处理，进而实现管子的自动上料；三工位移载小车(3)将暂存料架(2)上的管子搬运到组对变位机(5)上，组对变位机(5)对管子进行定位夹紧，进而实现管子的自动转运；搬运工位(4)取出角板并将角板放置在管子两侧，点焊工位(6)对角板和管子之间进行自动点焊；点焊完成后三工位移载小车(3)将点焊完成后的产品搬运到焊接变位机(7)上，焊接变位机(7)对吊挂管进行夹紧，满焊工位(8)对吊挂管进行自动焊接；焊接完成后三工位移载小车(3)将吊挂管搬运到成品料架(9)上。


2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备，其特征在于：兜带上料机构(1)包括电机a(10)、主动轴(11)、上料支撑架(15)、两个从动轴b(17)、两个从动轴a(18)和四个兜带传动组件，每个兜带传动组件包括主动轮(12)、从动轮a(13)、从动轮b(16)和兜带(14)，上料支撑架(15)包括横向支架、第一纵向支架和第二纵向支架，横向支架水平设置，第一纵向支架和第二纵向支架分别竖直相对设置在横向支架的两端，第一纵向支架的高度小于第二纵向支架，主动轴(11)沿上料支撑架(15)的长度方向水平设置在第一纵向支架远离第二纵向支架的一侧，主动轴(11)通过多个轴承座安装在第一纵向支架的侧壁上，电机a(10)的输出轴与主动轴(11)一端固定连接，电机a(10)安装在第一纵向支架上，两个从动轴a(18)沿上料支撑架(15)的长度方向同轴水平设置在第一纵向支架的上方，从动轴a(18)通过多个轴承座安装在第一纵向支架的上端面上，两个从动轴a(18)沿上料支撑架(15)的长度方向同轴水平设置在第二纵向支架的上方，从动轴a(18)通过多个轴承座安装在第二纵向支架的上端面上，主动轴(11)上四个主动轮(12)均匀布置在并通过连接键与主动轴(11)连接，每个从动轴a(18)的两端分别安装有两个从动轮a(13)，每个从动轮b(16)的两端分别安装有两个从动轮b(16)，四个主动轮(12)、四个从动轮a(13)和四个从动轮b(16)一一对应设置，四个兜带(14)的一端与四个主动轮(12)固定连接，四个兜带(14)的另一端与第二纵向支架固定连接，四个兜带(14)的中部依次绕过四个从动轮a(13)和四个从动轮b(16)。


3.根据权利要求2所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备，其特征在于：暂存料架(2)包括底座(20)、翻转架(24)、两个V型架(25)、两个挡板(22)、两个对齐板(23)和两个对中驱动组件，暂存料架底座(20)与兜带上料机构(1)并排设置，两个V型架(25)相对设置在暂存料架底座(20)远离兜带上料机构(1)的一侧，翻转架(24)并排设置在V型架(25)与暂存料架底座(20)之间，两个挡板(22)对称设置在暂存料架底座(20)的上端面上，两个对中驱动组件相对设置在暂存料架底座(20)的上方两端并与暂存料架底座(20)的上端滑动连接，每个对中驱动组件的输出端竖直设置一个对齐板(23)；
每个对中驱动组件包括滑轴平台(19)、标尺(28)、对中气缸(26)、滑板(27)和锁死钮(21)，两个滑轴平台(19)相对设置在暂存料架底座(20)的上端面上，每个滑轴平台(19)的上端面沿长度方向设有一个标尺(28)，两个滑板(27)分别通过直线导轨滑动安装在两个滑轴平台(19)上，滑板(27)上端面设有锁死钮(21)，通过拧紧锁死钮(21)实现滑板(27)与滑轴平台(19)的锁紧，每个滑板(27)的上端面上设有一个对中气缸(26)，每个对中气缸(26)的活塞杆端部竖直固定有一个对齐板(23)；
每个翻转架(24)包括翻转轴(24-4)、两个固定底座(24-1)、两个顶起气缸a(24-2)和多个斜铁(24-3)，翻转轴(24-4)水平设置V型架(25)与暂存料架底座(20)之间，多个斜铁(24-3)沿翻转轴(24-4)的长度方向竖直均匀固定在翻转轴(24-4)上，翻转轴(24-4)的两端分别通过两个轴承座安装在暂存料架底座(20)上，两个固定底座(24-1)相对设置在翻转轴(24-4)的下方，每个固定底座(24-1)的上部设置设有一个顶起气缸a(24-2)，两个顶起气缸a(24-2)竖直向上设置的活塞杆分别与两个外侧斜铁(24-3)固定连接。


4.根据权利要求3所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备，其特征在于：三工位移载小车(3)包括底座(73)、电机f(69)、齿条c(68)、两个直线导轨d(64)、两个连接板(66)、两个防撞装置(70)和三个托起装置(72)，底座(73)水平设置，两个直线导轨d(64)沿底座(73)的长度方向相对设置在底座(73)的上端面上，任意一个直线导轨d(64)的两端分别设有两个防撞装置(70)，所述防撞装置(70)固定在底座(73)上，三组托起装置(72)沿底座(73)的长度方向由前至后依次设置在底座(73)的上部，三个托起装置(72)分别与两个直线导轨d(64)滑动连接，相邻两个托起装置(72)之间通过一个连接板(66)连接，齿条c(68)沿直线导轨d(64)的长度方向水平固定在任意一个直线导轨d(64)的侧壁上，齿条c(68)的上端面均匀开设若干个轮齿，电机f(69)竖直固定在任意一个托起装置(72)的侧壁上，电机f(69)的输出轴上安装有齿轮，所述齿轮与齿条c(68)相啮合；
每个托起装置(72)包括托起平台、气缸b(75)、连接钢板、两个V型板(65)和两个支撑轴(74)，托起平台水平滑动安装在底座(73)的上部，气缸b(75)竖直安装在托起平台的中部，两个支撑轴(74)竖直安装在气缸b(75)两侧的托起平台上，连接钢板水平放置在两个支撑轴(74)上，两个V型板(65)相对设置在连接钢板的两端，气缸b(75)的活塞杆与连接钢板的下端面连接，气缸b(75)的活塞杆上下运动带动两个V型板(65)上下运动；
中间的托起装置(72)与两侧的托起装置(72)的区别在于，中间的托起装置(72)还包括两对抱紧爪(67)和两个气缸a(71)，两对抱紧爪(67)相对设置在两个V型板(65)的外侧，每对抱紧爪(67)底部设有一个气缸a(71)，所述气缸a(71)的两侧输出轴分别与一对抱紧爪(67)中的两个夹爪连接，气缸a(71)带动每对抱紧爪(67)实现夹紧和放松。


5.根据权利要求4所述的一种电站锅炉吊挂管自动化焊接设备，其特征在于：搬运工位(4)包括搬运龙门架(29)、角板料盒(35)、搬运机器人(33)、夹爪(34)、齿条a(30)、齿轮、电机b(31)、两个直线导轨a(36)和两个限位装置a(32)，搬运龙门架(29)并排设置在暂存料架(2)远离兜带上料机构(1)的一侧，角板料盒(35)固定安装在搬运龙门架(29)的横梁上，两个直线导轨a(36)沿搬运龙门架(29)的长度方向水平并排设置在搬...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秋石，徐祥久，刁旺战，刘立民，李宜男，王萍，赵卫君，刘海，曲瑞，马鸣，张德金，郭志成，徐兵，刘智君，卞世伟，
申请(专利权)人：哈尔滨锅炉厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23