System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备及焊接方法技术_技高网

一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备及焊接方法技术

技术编号:41130344 阅读:3 留言:0更新日期:2024-04-30 17:59
本发明专利技术公开了一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备及焊接方法,它属于压力容器生产领域,包括设备主体,其一侧设有升降平台,升降平台上设有可转动的电动卡盘,换热器的筒体能够竖直固定在电动卡盘上,设备主体一侧设有结构光测量仪,结构光测量仪能够对筒体进行测量;机械手,机械手端部设有焊炬和线激光测量仪,机械手能够带动焊炬和线激光测量仪移动到筒体和管板交接待焊接位置上方,线激光测量仪能够获得管板与筒体之间的间隙轮廓,焊炬连接有焊接电源;数控模块,数控模块能够根据线激光测量仪扫描的间隙轮廓信息调整与焊炬连接的焊接电源的参数,控制电动卡盘转动,和/或,控制机械手移动。从而自动保证管板与筒体之间间隙焊接质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压力容器生产领域,具体涉及一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备及焊接方法


技术介绍

1、不锈钢管板与筒体之间的焊接,由于管板与筒体之间的间隙大小变化没有规律,对焊接质量不可控,目前大部分焊接工人手工焊接,对于管板与筒体直径大的,焊接工人长时间焊接,很疲劳,并且对焊接工人颈椎、腰椎损伤很大。

2、部分半自动设备专机能够对该焊缝进行焊接,但是由于不能实现对管板与筒体之间间隙控制,焊接完成的焊缝质量有缺陷、外观不统一、达不到焊接质量要求。

3、有鉴于上述现有技术存在的问题,本专利技术结合相关领域多年的设计及使用经验,设计制造了一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备及焊接方法,来克服上述缺陷。


技术实现思路

1、对于现有技术中所存在的问题,本专利技术提供的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备及焊接方法,能够通过结构光测量仪提前自动获取筒体的长度和直径信息,根据上述信息再带动线激光测量仪到达指定位置扫描获得管板与筒体之间的间隙轮廓,然后根据间隙轮廓信息控制机械手、可转动的电动卡盘和焊机参数保证焊接质量。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,包括设备主体,所述设备主体一侧设有升降平台,所述升降平台上设有可转动的电动卡盘,换热器的筒体能够竖直固定在所述电动卡盘上,所述设备主体一侧还设有检测支架,所述检测支架上设有结构光测量仪,所述结构光测量仪能够对固定在电动卡盘上的筒体进行尺寸测量;</p>

3、机械手,所述机械手端部设有焊炬和线激光测量仪,所述机械手能够带动所述焊炬和线激光测量仪移动到筒体和管板交接待焊接位置上方,所述线激光测量仪能够扫描获得管板与筒体之间的间隙轮廓,所述焊炬连接有焊接电源;

4、数控模块,所述数控模块与结构光测量仪、线激光测量仪、机械手、焊接电源以及电动卡盘连接,所述数控模块能够根据线激光测量仪扫描的间隙轮廓信息调整与焊炬连接的焊接电源的参数,控制电动卡盘转动,和/或,控制机械手移动。

5、优选的,所述电动卡盘的转动由卡盘伺服电机带动。

6、优选的,所述线激光测量仪扫描时,所述电动卡盘在卡盘伺服电机带动下转动一周。

7、优选的,所述电动卡盘的旋转速度与所述线激光测量仪的扫描速度同步。

8、优选的,所述设备主体一侧设有竖直导轨,所述竖直导轨一侧设有竖直丝杠和升降伺服电机,所述升降伺服电机能够带动竖直丝杠转动,所述升降平台与所述竖直丝杠螺接并且能够在所述竖直导轨上滑动。

9、优选的,所述机械手安装在设备主体上方;

10、所述设备主体一侧设有清枪器,所述机械手能够带动焊炬移动到清枪器位置。

11、优选的,所述焊接电源的参数包括焊接电压参数、焊接电流参数或弧压参数。

12、优选的,所述焊炬自带送丝机构。

13、一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接方法,通过管板自动化柔性焊接设备进行加工,其步骤如下:

14、s1.初始状态机械手将焊炬移动到安全零点位置;

15、s2.升降平台降低到最低点,电动卡盘打开,工人将筒体吊到电动卡盘上并自动夹紧;

16、s3.结构光测量仪对装夹好的筒体进行拍照,并通过数控模块获取筒体长度和直径信息;

17、s4.升降平台升到焊接位置,机械手带动线激光测量仪及焊炬到达指定位置;

18、s5.启动线激光测量仪和电动卡盘,电动卡盘带动筒体旋转一周,线激光测量仪将激光投射到被测位置,通过反射光或漫反射光对管板和筒体交接焊接处进行扫描,可以把不均匀的间隙通过数控模块匹配到实际要焊接的轨迹中,经过数控模块处理然后再调节焊接电源参数、及机械手带动焊炬的姿态,然后启动焊接;

19、s6.焊接结束后,机械手带动焊炬回到零点位置,升降平台回落,电动卡盘打开,将焊接好的筒体吊走即可。

20、优选的,s5中也可以边扫描边焊接,根据焊接热变形后的间隙轮廓及时调整焊接参数和焊接轨迹。

21、该专利技术的有益之处在于:

22、1.本专利技术能够通过结构光测量仪提前自动获取筒体的长度和直径信息,数控模块根据上述信息再带动线激光测量仪到达指定位置扫描获得管板与筒体之间的间隙轮廓,然后根据间隙轮廓信息控制机械手移动、电动卡盘转动和焊机参数保证焊接质量,实现了自动化柔性焊接,能够用于各种筒体直径的管板筒体的焊接,无需人工参与,不仅节省了劳动强度,而且提高了生产效率。

23、2.本专利技术根据筒体直径可以选择合适的步骤对管板和筒体之间的间隙进行焊接,第一种,可以通过线激光测量仪提前扫描获得管板与筒体之间的间隙轮廓,然后把不均匀的间隙通过数控模块计算出实际要焊接的轨迹,并根据焊接轨迹调整焊接电源的参数;第二种,可以边扫描边焊接,间隙轮廓随着焊接带来的热变形会出现变动,因此边扫描边焊接可以及时通过热变形后的间隙轮廓及时调整焊接参数和焊接轨迹,保证焊接质量。对于筒体直径大于500mm的,可以选择第一种或第二种,对于筒体直径小于500mm的,优选用第一种。

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【技术保护点】

1.一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,包括设备主体(1),所述设备主体(1)一侧设有升降平台(8),所述升降平台(8)上设有可转动的电动卡盘(7),换热器的筒体(13)能够竖直固定在所述电动卡盘(7)上,所述设备主体(1)一侧还设有检测支架(5),所述检测支架(5)上设有结构光测量仪(6),所述结构光测量仪(6)能够对固定在电动卡盘(7)上的筒体(13)进行尺寸测量;

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述电动卡盘(7)的转动由卡盘伺服电机带动。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述线激光测量仪(4)扫描时,所述电动卡盘(7)在卡盘伺服电机带动下转动一周。

4.根据权利要求2所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述电动卡盘(7)的旋转速度与所述线激光测量仪(4)的扫描速度同步。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述设备主体(1)一侧设有竖直导轨(10),所述竖直导轨(10)一侧设有竖直丝杠(12)和升降伺服电机(11),所述升降伺服电机(11)能够带动竖直丝杠(12)转动,所述升降平台(8)与所述竖直丝杠(12)螺接并且能够在所述竖直导轨(10)上滑动。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述机械手(2)安装在设备主体(1)上方;

7.根据权利要求1所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述焊接电源(9)的参数包括焊接电压参数、焊接电流参数或弧压参数。

8.根据权利要求1所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述焊炬(3)自带送丝机构。

9.一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接方法,其特征在于:通过权利要求1-8任意一项所述的管板自动化柔性焊接设备进行加工,其步骤如下:

10.根据权利要求9所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接方法,其特征在于,S5中也可以边扫描边焊接,根据焊接热变形后的间隙轮廓及时调整焊接参数和焊接轨迹。

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【技术特征摘要】

1.一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,包括设备主体(1),所述设备主体(1)一侧设有升降平台(8),所述升降平台(8)上设有可转动的电动卡盘(7),换热器的筒体(13)能够竖直固定在所述电动卡盘(7)上,所述设备主体(1)一侧还设有检测支架(5),所述检测支架(5)上设有结构光测量仪(6),所述结构光测量仪(6)能够对固定在电动卡盘(7)上的筒体(13)进行尺寸测量;

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述电动卡盘(7)的转动由卡盘伺服电机带动。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述线激光测量仪(4)扫描时,所述电动卡盘(7)在卡盘伺服电机带动下转动一周。

4.根据权利要求2所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述电动卡盘(7)的旋转速度与所述线激光测量仪(4)的扫描速度同步。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅换热器管板自动化柔性焊接设备,其特征在于,所述设备主体(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员:许倍强卢恩明董道波
申请(专利权)人:山东豪迈机械制造有限公司
类型:发明
国别省市:

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