管板换热器阵列式全自动焊接方法技术

管板换热器阵列式全自动焊接方法，包括以下步骤：S1:获取各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹，A1：获取其中一个圆管P的焊接轨迹P及圆心的空间坐标P1；A2：获取剩余的各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标；A3：根据步骤A2得到的剩余的各圆管的圆心空间坐标，根据空间坐标P1与剩余的各圆管的圆心空间坐标，将焊接轨迹P通过坐标变换后形成对应于剩余的各圆管的焊接轨迹。S2：将步骤S1中得到的所有待焊接的圆管的焊接轨迹传输至焊接机器人，焊接机器人根据各圆管的焊接轨迹完成所有未焊接的圆管与钢板之间的焊接。采用本方法有效的提升了工作效率。法有效的提升了工作效率。法有效的提升了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
管板换热器阵列式全自动焊接方法


[0001]本专利技术涉及管板式换热器的焊接技术，特别涉及能够实现管板式换热器全自动焊接的方法，属于焊接


技术介绍

[0002]管板式式换热器广泛的用于锅炉、化工设备等众多领域，这种换热器主体是由多根平行的圆管与两个钢板组成，圆管与钢板焊接，焊接时，将圆管两端穿入相应的钢板的孔中，圆管与钢板之间为垂直或基本垂直，圆管端部穿过圆孔，并使两者之间相对固定，然后采用人工焊接，目前，换热器管板焊接基本是由人工完成，主要因为两个方面：1、钢板本身在经过多个工序会产生一定程度的热变形，当钢板板与圆管通过人工组焊在一起，钢板最高处与最低点的高度差有5mm以上；采用全自动焊接目前无法对各待焊接的焊缝定位；2、圆管与钢板的焊缝间隙大小不一，最大的焊缝有5mm，最小的也有1mm。所以，如果采用市场上的焊接机器人自动焊接就需要对每一条焊缝进行示教，效率太低，完全限丧失了自动焊接的价值，而人工焊接效率低、成本高，若要实现自动焊接，则必须能准确、高效的得到每根管与钢板焊接处的焊接轨迹，申请人开发的测量臂技术对于圆形焊缝可以通过采集焊缝上三个点的空间坐标经过计算生产焊接轨迹，但这种方式对于每根圆管均需要测量三个点，焊接完成一个圆管后再测量另一个，这种方式虽然焊接通过机器人进行了，但还需要一个工作人员不断的测量后由设备执行，在效率上提升不明显，还无法一次实现一个端部的全自动焊接。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服目前管板换热器在实现全自动焊接中存在的上述问题，提供一种管板换热器阵列式全自动焊接方法。
[0004]为实现本专利技术的目的，采用了下述的技术方案：管板换热器阵列式全自动焊接方法，焊接时，将全部圆管穿入钢板上对应的圆孔中，圆孔与圆管之间的最大间隙小于等于5mm，并使圆管与钢板之间相对固定，上述准备完成后形成待焊工件，在待焊工件上进行阵列式全自动焊接，包括以下步骤：S1: 获取各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹，各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹的获取方法如下：当待焊工件的钢板平面为水平面或者倾斜面的情况下，上述的各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹均可通过下述方法A获取：A1：获取其中一个圆管P的焊接轨迹P及圆心的空间坐标P1； A2：获取剩余的各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标； A3：根据步骤A2得到的剩余的各圆管的圆心空间坐标，根据空间坐标P1与剩余的各圆管的圆心空间坐标，将焊接轨迹P通过坐标变换后形成对应于剩余的各圆管的焊接轨迹；
本步骤中，其中当待焊工件的钢板平面与水平面夹角在小于等于2度的情况下，上述的各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹除了可通过方法A获取外，还可以通过以下方法B获取：B1:获取所有圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标；B2：根据所有圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和圆管的外径得到各圆管的焊接轨迹；S2：将步骤S1中得到的所有待焊接的圆管的焊接轨迹传输至焊接机器人，所述的焊接机器人焊接时采用摆动焊接，焊接机器人根据各圆管的焊接轨迹完成所有未焊接的圆管与钢板之间的焊接。
[0005]进一步的；方法A步骤A1中采用采集圆管P周边三个点的空间坐标得到圆管P的焊接轨迹P及圆心的空间坐标P1，步骤A2中获取一个圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标时，采用工装配合在所测圆管上，通过测量工装上与所测圆管中心对应的一个点的空间坐标然后变换得到所测圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标，依次测量所有剩余的圆管后获取剩余的各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标；方法B步骤B1中获取一个圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标与上述步骤A2中获取一个圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标时的方法相同，依次测量各的圆管后获取获取所有圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标。
[0006]进一步的；圆孔与圆管之间的最大间隙小于等于3mm。
[0007]进一步的；所述的机器人摆动焊接时的上下摆动幅度、左右摆动幅度均大于3mm。
[0008]进一步的；所述的工装包括下部的圆周面，圆周面为连续面或者中间有断开的断续的圆周面，圆管内径与圆周面直径差小于等于0.8mm大于等于0，在圆周面上一体或固定连接有支撑板，支撑板边缘上两点之间的最大距离大于圆管内径，在支撑板上固定连接有至少三个等高的支脚，三个支脚呈三角形分布，在支撑板上具有标志点，所述的标志点位于圆周面的轴线上。
[0009]进一步的；所述的标志点为上小下大的锥形凸起或上大下小的锥形凹坑，锥形的轴线与圆周面的轴线重合。
[0010]进一步的；在所述的支撑板上开设有三个沿中心均布的螺孔，三个等高的支脚旋接在螺孔中。
[0011]进一步的；换热器上的圆管内径与圆周面直径差小于等于0.6mm大于等于0。
[0012]进一步的；所述的工装包括圆筒，圆筒的内径与圆管的外径之间的差小于等于0.8mm大于等于0，圆筒上具有上端面，上端面上具有标志点，标志点位于圆筒的轴线上，所述的标志点为上小下大的锥形凸起或上大下小的锥形凹坑，锥形的轴线与圆周面的轴线重合，圆筒套在圆管上后，下端顶在圆板上，圆筒的不穿过圆孔。
[0013]本专利技术的积极有益技术效果在于：采用本方法基本上每根管只需要测量一个点便可得到所有焊缝的圆心坐标、和焊接轨迹，一次发送给焊接机器人后焊接机器人根据各个焊缝的圆心坐标、焊接轨迹即可逐个对各焊缝完成焊接，一次执行完成一个端面上所有焊缝的焊接，实现了管板换热器制作中的全自动焊接，有效的提升了工作效率，减少了人工作业，降低了人工成本。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的第一种工装的一个方位的示意图。
[0015]图2是图1中工装的另一个方位的示意图。
[0016]图3是本专利技术第二种工装的示意图。
[0017]图4是本专利技术第一种工装测量用在管板换热器上的示意图。
具体实施方式
[0018]为了更充分的解释本专利技术的实施，提供本专利技术的实施实例。这些实施实例仅仅是对本专利技术的阐述，不限制本专利技术的范围。
[0019]结合附图对本专利技术进一步详细的解释，附图中各标记为：1：附图中各标记为：1：圆周面；2：支撑板；3：支脚；4：第一种工装上的锥形凸起；5：螺杆；6：圆管；7：钢板；8：圆筒；9：上端面；10：第二种工装上的锥形凸起。
[0020]本全自动焊接方法在焊接时工件的放置状态是如图4所述的状态，圆管的轴线接近或者为竖直方向。
[0021]首先对本申请中所用到的工装进行解释，第一种可用工装包括下部的圆周面1，换热器上的圆管6内径与圆周面直径差小于等于0.8mm，优选的，换热器上的圆管内径与圆周面直径差小于等于0.6mm。
[0022]在圆周面上一体或固定连接有支撑板2，支撑板2边缘上两点之间的最大距离大于圆管内径，本实施例中。所述的支撑板为圆盘板。圆盘板与圆周面同心。在支撑板上固定连接有至少三个等高的支脚，三个支脚呈三角形分布，本实施例中，在所述的支撑板上开设有三个沿中心均布的螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.管板换热器阵列式全自动焊接方法，焊接时，将全部圆管穿入钢板上对应的圆孔中，圆孔与圆管之间的最大间隙小于等于5mm，并使圆管与钢板之间相对固定，上述准备完成后形成待焊工件，在待焊工件上进行阵列式全自动焊接，其特征在于包括以下步骤：S1: 获取各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹，各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹的获取方法如下：当待焊工件的钢板平面为水平面或者倾斜面的情况下，上述的各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹均可通过下述方法A获取：A1：获取其中一个圆管P的焊接轨迹P及圆心的空间坐标P1； A2：获取剩余的各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标； A3：根据步骤A2得到的剩余的各圆管的圆心空间坐标，根据空间坐标P1与剩余的各圆管的圆心空间坐标，将焊接轨迹P通过坐标变换后形成对应于剩余的各圆管的焊接轨迹；本步骤中，其中当待焊工件的钢板平面与水平面夹角在小于等于2度的情况下，上述的各圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和焊接轨迹除了可通过方法A获取外，还可以通过以下方法B获取：B1:获取所有圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标；B2：根据所有圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标和圆管的外径得到各圆管的焊接轨迹；S2：将步骤S1中得到的所有待焊接的圆管的焊接轨迹传输至焊接机器人，所述的焊接机器人焊接时采用摆动焊接，焊接机器人根据各圆管的焊接轨迹完成所有未焊接的圆管与钢板之间的焊接。2.根据权利要求1所述的管板换热器阵列式全自动焊接方法，其特征在于：方法A步骤A1中采用采集圆管P周边三个点的空间坐标得到圆管P的焊接轨迹P及圆心的空间坐标P1，步骤A2中获取一个圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标时，采用工装配合在所测圆管上，通过测量工装上与所测圆管中心对应的一个点的空间坐标然后变换得到所测圆管在钢板平面上对应的圆心空间坐标，依次测量所有剩余的圆管后获取剩余的各圆管在钢板平面上对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：和平安，许焱平，崔文平，康鹏，韩发龙，李树康，党雅洁，郭宗庆，和子峻，
申请(专利权)人：焦作智造机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：