一种金属多通壳体的自动化焊接装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种金属多通壳体的自动化焊接装置和方法，属于焊接领域，其包括床身单元、主轴箱单元、顶升单元、液压涨紧单元、尾座单元、立柱单元、送丝机单元和焊枪单元，主轴箱单元固定在床身单元的一端，尾座单元安装在床身单元的另一端，且能沿着床身单元的轴向方向往返移动，液压涨紧单元用于贯穿待焊接对象并通过支撑块向半径方向伸展，以此将待焊接筒体的通孔涨圆，并与法兰接管直径和圆度一致，立柱单元包括立柱，送丝机单元包括送丝机，焊枪单元包括焊枪，顶升单元能实现筒体的冲压通孔与法兰接管在高度上匹配。本发明专利技术还提供了对应的焊接工艺方法，本发明专利技术装置和方法能大幅度提高金属多通壳体的焊接效率，改善工作环境。改善工作环境。改善工作环境。

【技术实现步骤摘要】
一种金属多通壳体的自动化焊接装置和方法


[0001]本专利技术属于自动化焊接领域，更具体地，涉及一种金属多通壳体的自动化焊接装置和方法。

技术介绍

[0002]金属多通壳体是一种常见的工程零件，其结构独特，制造过程大致为：在筒体的主体部分沿着垂直于管体的方向冲压出通孔，在通孔的边缘焊接连通法兰接管，形成多通壳体。由于冲压出孔道的过程常常造成通孔的圆度欠佳，而焊接对象法兰接管是机加工制备获得，其接管部分的圆度极佳，因此，冲压出的通孔和法兰接管之间存在焊接部位对准难的问题。
[0003]实际工程实践中，往往是采用人工焊接方法，一边将冲压出的通孔用铁锤锤击成近似圆形，一边焊接，这样不仅劳动强度大，而且工作效率极低。一个工人在一个工作日内，往往只能焊接完成3～6个壳体，焊缝质量还不能100％保证。并且，该加工过程噪声极大，工作环境不友好。
[0004]因此，需要开发一种能够实现金属三通、四通甚至五通、六通壳体的自动化焊接加工装置和方法，以解决现有金属多通壳体焊接效率低下、焊接质量欠佳、工作环境恶劣的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有金属多通生产技术的种种不足，本专利技术的目的在于提供一种金属多通壳体的自动化焊接装置和方法，通过设置主轴箱单元、顶升单元、液压涨紧单元、尾座单元、立柱单元、送丝机单元和焊枪单元，并使各个结构单元相互配合，实现对金属三通、四通、五通、六通壳体的自动化焊接，大幅度提高焊接生产效率，并明显改善工作环境。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种金属多通壳体的自动化焊接装置，其包括床身单元、主轴箱单元、顶升单元、液压涨紧单元、尾座单元、立柱单元、送丝机单元和焊枪单元，其中，
[0007]床身单元用作底座，以起到安装、支撑和连接的作用，主轴箱单元固定在床身单元的一端，尾座单元安装在床身单元的另一端且能沿着床身单元的轴向方向往返移动，液压涨紧单元呈类圆柱状，其上设置有多个沿圆周方向依次连接形成一个整圆的支撑块，其设置在主轴箱单元中主轴端面处，液压涨紧单元用于贯穿待焊接对象并通过支撑块向半径方向伸展，将待焊接筒体的通孔涨成与法兰接管圆度和直径一致的圆，待焊接对象是指待焊接的筒体和待焊接的法兰接管预拼装后形成的整体，主轴箱单元和尾座单元上分别设置有主轴端卡爪和尾座端卡爪，主轴端卡爪和尾座端卡爪分别抓握一个法兰接管，尾座端卡爪能沿着机床单元的床身轴向移动，从而能实现左右两侧法兰接管与筒体的预拼装，以及保证焊接过程中待焊接筒体和待焊接法兰接管相互顶紧固定，最终能保证焊接质量，
[0008]立柱单元设置在床身单元的一个侧壁处，送丝单元设置在立柱单元上，焊枪单元
与送丝单元相邻，焊枪单元也设置在立柱单元上，用于对待焊接筒体上一侧的冲压通孔和法兰接管进行焊接，
[0009]顶升单元设置在床身单元靠底部处的内部空腔内，并且位于主轴箱单元和尾座单元之间，待焊接的筒体和待焊接的法兰接管预拼装过程中，顶升单元用于放置待焊接筒体，并通过调整自身的高度以实现待焊接筒体的冲压通孔与待焊接的法兰接管在高度上匹配。
[0010]进一步的，立柱单元包括第一后立柱和第二后立柱，送丝机单元包括第一送丝机和第二送丝机，焊枪单元包括第一焊枪和第二焊枪，第一送丝机和第一焊枪均设置在第一后立柱上，用于对待焊接筒体一侧的法兰接管和待焊接筒体自身的冲压通孔进行焊接，第二送丝机和第二焊枪均设置在第二后立柱上，用于对待焊接筒体另一侧的法兰接管和焊接筒体自身的冲压通孔进行焊接。
[0011]以上专利技术中，焊接电源可能是TIG焊机、MIG焊机、激光填丝焊机、激光
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电弧复合焊机等。所采用的焊接工艺包括TIG填丝焊接、MIG焊接、激光填丝焊接或者激光
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电弧复合焊接。所涉及的材料包括铝合金、铁基合金(如不锈钢、低碳钢等)、钛合金、镁合金等。
[0012]进一步的，液压涨紧单元包括双头油缸、双头油缸活塞杆、拉盘、连杆、活塞杆和支撑块，其中，
[0013]双头油缸的活塞腔内设置有两个双头油缸活塞杆，两个双头油缸活塞杆对称分布在活塞腔的两端，两个双头油缸活塞杆的活塞体相对且相邻设置，形成容置液压油的空腔，双头油缸的两端均由台阶状的油缸盖盖合，每个双头油缸活塞杆的杆体伸出油缸盖外并在端部分别连接有一个拉盘，拉盘贴近油缸盖并位于油缸盖的台阶孔内，在油缸盖的外台阶面上均贴合固定有固定盘，固定盘上沿径向方向均匀分布有多个通孔，
[0014]拉盘中心处设置有连接杆，该连接杆与双头油缸活塞杆连接，以能受双头油缸活塞杆的驱动，拉盘盘面开设有多个沿圆周分布的槽口，通过从槽口向拉盘盘面安装第一圆柱销以将连杆的一端连接至拉盘上，连杆的另一端通过第二圆柱销连接活塞杆，活塞杆另一端连接支撑块，连杆沿圆周方向均匀分布有多个，每个连杆连接有一个活塞杆，每个活塞杆位于固定盘的径向通孔内以能沿着径向通孔往返移动，进而驱动支撑块沿径向方向伸出，最终实现对待焊接筒体通孔的涨开并撑圆。
[0015]进一步的，其还包括油管、连接盘、过渡连接盘以及衬垫，其中，过渡连接盘一侧固定在其中一个固定盘盘面处，连接盘固定连接于过渡连接盘的另一侧，油管穿过连接盘并穿出过渡连接盘外壁进而穿过固定盘和油缸盖连接至双头油缸容置液压油的空腔，连接盘连接主轴箱单元的主轴端面处，衬垫设置在每个支撑块的边缘，用于柔和撑圆待焊接筒体上的通孔。
[0016]进一步的，主轴箱单元包括主轴端卡爪、主轴端卡盘、主轴箱体、电机减速机、同步带和主轴轴承，其中，
[0017]主轴箱体呈矩形体状，其内部具有空腔，电机减速机设置在主轴箱体的顶部，其输出端连接有同步带，同步带连接主轴，以带动主动旋转，主轴一端穿过主轴箱体，主轴另一端连接有液压旋转接头，通过液压旋转接头将液压介质输入至穿过主轴的油管，穿过主轴箱体的主轴一端固定有主轴端卡盘，主轴端卡盘能随主轴同步转动，主轴端卡盘的边缘处设置有主轴端卡爪，主轴端卡爪具有多个，多个主轴端卡爪沿圆周方向均匀布置，用于沿圆周方向均匀抓握住待焊接法兰接管的法兰边缘，主轴箱单元整体通过主轴箱安装面固定在
床身主轴箱安装面处。
[0018]进一步的，尾座单元包括尾座端卡爪、尾座端卡盘、尾座上体、尾座下体、顶紧油缸、推力轴承、回转轴筒、尾座主轴、尾座轴承和过渡法兰盘，其中，
[0019]尾座由上下两部分组成，尾座下体与驱动设备相连，能在驱动设备的驱动下沿着床身轴向方向往返移动，尾座主轴贯穿尾座上体，其伸出尾座上体的一端受尾座轴承支撑，尾座轴承设置在尾座上体的通孔处，以受尾座上体支撑，尾座主轴的该端头固定有过渡法兰盘，过渡法兰盘连接尾座端卡盘，尾座端卡爪具有多个，多个尾座端卡爪沿圆周方向均匀固定在尾座端卡盘的边缘处，尾座主轴的另一端设置有推力轴承，尾座主轴的该端外壁处设置有台阶面，推力轴承一端抵接在该台阶面处，推力轴承的另一端设置有顶紧油缸，顶紧油缸伸出尾座上体外，在尾座主轴的外壁处设置有回转轴筒，回转轴筒整个包套在沿轴向布置的尾座主轴、推力轴承和顶紧油缸外部，顶紧油缸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属多通壳体的自动化焊接装置，其特征在于，其包括床身单元(1)、主轴箱单元(2)、顶升单元(3)、液压涨紧单元(4)、尾座单元(5)、立柱单元、送丝机单元和焊枪单元，其中，主轴箱单元(2)固定在床身单元(1)的一端，尾座单元(5)安装在床身单元(1)的另一端，且能沿着床身单元(1)的轴向方向往返移动，液压涨紧单元(4)上设置有多个沿圆周方向排列、依次连接形成一个整圆的支撑块(47)，其设置在主轴箱单元(2)上，液压涨紧单元(4)用于贯穿待焊接对象并通过支撑块(47)向半径方向伸展，主轴箱单元(2)和尾座单元(5)上分别设置有主轴端卡爪(20)和尾座端卡爪(48)，主轴端卡爪(20)和尾座端卡爪(48)能用于抓握需要焊接至待焊接筒体的法兰接管，立柱单元设置在床身单元(1)上，送丝单元设置在立柱单元上，焊枪单元与送丝单元相邻，焊枪单元也设置在立柱单元上，顶升单元(3)设置在床身单元(1)靠底部处，并且位于主轴箱单元(2)和尾座单元(5)之间。2.如权利要求1所述的一种金属多通壳体的自动化焊接装置，其特征在于，床身单元(1)用作底座，以起到安装、支撑和连接的作用，液压涨紧单元(4)呈类圆柱状，其设置在主轴箱单元(2)中主轴端面(21)处，液压涨紧单元(4)用于贯穿待焊接对象并通过支撑块(47)向半径方向伸展，从而将待焊接筒体的通孔涨圆，并与待焊接法兰管圆度和直径一致，待焊接对象是指待焊接的筒体和待焊接的法兰接管预拼装后形成的整体，尾座端卡爪(48)能沿着机床单元的床身轴向移动，从而能实现待焊接法兰接管与待焊接筒体的预拼装，以及保证焊接过程中待焊接对象中的两个部件相互顶紧固定，最终能保证焊接质量，立柱单元设置在床身单元(1)的一个侧壁处，焊枪单元用于对待焊接筒体上一侧的冲压通孔和法兰接管进行焊接，顶升单元(3)设置在床身单元(1)靠底部处的内部空腔内，待焊接的筒体和待焊接的法兰接管预拼装过程中，顶升单元(3)用于放置待焊接筒体，并通过调整自身的高度以实现待焊接筒体的冲压通孔与待焊接的法兰接管在高度上匹配。3.如权利要求2所述的一种金属多通壳体的自动化焊接装置，其特征在于，立柱单元包括第一后立柱(6
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1)和第二后立柱(6
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2)，送丝机单元包括第一送丝机(7
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1)和第二送丝机(7
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2)，焊枪单元包括第一焊枪(8
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1)和第二焊枪(8
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2)，第一送丝机(7
‑
1)和第一焊枪(8
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1)均设置在第一后立柱(6
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1)上，用于对待焊接筒体一侧的法兰接管和待焊接筒体自身的冲压通孔进行焊接，第二送丝机(7
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2)和第二焊枪(8
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2)均设置在第二后立柱(6
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2)上，用于对待焊接筒体另一侧的法兰接管和焊接筒体自身的冲压通孔进行焊接。4.如权利要求3所述的一种金属多通壳体的自动化焊接装置，其特征在于，液压涨紧单元包括双头油缸(39)、双头油缸活塞杆(40)、拉盘(41)、连杆(43)和活塞杆(45)，其中，双头油缸(39)的活塞腔内设置有两个双头油缸活塞杆(40)，两个双头油缸活塞杆(40)对称分布在活塞腔的两端，两个双头油缸活塞杆(40)的活塞体相对且相邻设置，形成容置液压油的空腔，双头油缸(39)的两端均由台阶状的油缸盖盖合，每个双头油缸活塞杆(40)的杆体伸出油缸盖外并在端部分别连接有一个拉盘(41)，拉盘(41)贴近油缸盖并位于油缸盖的台阶孔内，在油缸盖的外台阶面上均贴合固定有固定盘，固定盘上沿径向方向均匀分
布有多个通孔，拉盘(41)中心处设置有连接杆，该连接杆与双头油缸活塞杆(40)连接，以能受双头油缸活塞杆(40)的驱动，拉盘(41)盘面开设有多个沿圆周分布的槽口，通过从槽口向拉盘盘面安装第一圆柱销(42)以将连杆(43)的一端连接至拉盘(41)上，连杆(43)的另一端通过第二圆柱销(44)连接活塞杆(45)，活塞杆(45)另一端连接支撑块(46)，连杆(43)沿圆周方向均匀分布有多个，每个连杆(43)连接有一个活塞杆(45)，每个活塞杆(45)位于固定盘的径向通孔内以能沿着径向通孔往返移动，进而驱动支撑块(46)沿径向方向伸出，最终实现对待焊接筒体通孔的涨开并撑圆。5.如权利要求4所述的一种金属多通壳体的自动化焊接装置，其特征在于，其还包括油管(36)、连接盘(37)、过渡连接盘(38)以及衬垫(47)，其中，过渡连接盘(38)一侧固定在其中一个固定盘盘面处，连接盘(37)固定连接于过渡连接盘(38)的另一侧，油管(36)穿过连接盘(37)并穿出过渡连接盘(38)外壁进而穿过固定盘和油缸盖连接至双头油缸(39)容置液压油的空腔，连接盘(37)连接主轴箱单元(2)的主轴端面(21)处，衬垫(47)设置在每个支撑块的边缘，用于柔和撑圆待焊接筒体上的通孔。6.如权利要求5所述的一种金属多通壳体的自动化焊接装置，其特征在于，主轴箱单元包括主轴端卡爪(20)、主轴端卡盘(22)、主轴箱体(23)、电机减速机(24)、同步带(25)和主轴轴承(27)，其中，主轴箱体(23)呈矩形体状，其内部具有空腔，电机减速机(24)设置在主轴箱体(23)的顶部，其输出端连接有同步带(25)，同步带(25)连接主轴，以带动主轴旋转，主轴一端穿过主轴箱体(23)，主轴另一端连接有液压旋转接头(26)，通过液压旋转接头(26)将液压介质输入至穿过主轴的油管(36)，穿过主轴箱体(23)的主轴一端固定有主轴端卡盘(22)，主轴端卡盘(22)能随主轴同步转动，主轴端卡盘(22)的边缘处设置有主轴端卡爪(20)，主轴端卡爪(20)具有多个，多个主轴端卡爪(20)沿圆周方向均匀布置，用于沿圆周方向均匀抓握住待焊接法兰接管的法兰边缘，主轴箱单元整体通过主轴箱安装面(28)固定在床身主轴箱安装面(17)处。7.如权利要求6所述的一种金属多通壳体的自动化焊接装置，其特征在于，尾座单元(5)包括尾座端卡爪(48)、尾座端卡盘(49)、尾座上体(50)、尾座下体(51)、顶紧油缸(54)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓明，牛莅，柯善浩，曹嘉明，曾晓雁，
申请(专利权)人：武汉飞能达激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：