全自动单管销钉焊接机制造技术

一种全自动单管销钉焊接机，其特征在于包括：主动端床身、从动端床身、主动进给机构、焊接操作机、从动进给机构、自动上料机构和焊接主机，其中：主动端床身、从动端床身直线布置，主动进给机构和从动进给机构分别安装于主动端床身和从动端床身上，焊接钢管夹持于主动进给机构与从动进给机构之间；主动进给机构和从动进给机构由交流伺服电机驱动，实现焊接钢管沿焊接机床身的水平进给和钢管径向的回转进给运动；焊接操作机、自动上料机构布置于主动端床身与从动端床身中间，与焊接主机协同实现全自动化的焊接作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊接
的设备，具体地说，涉及的是一种全自动单管 销钉焊接机。
技术介绍
销钉焊接是锅炉、压力容器生产过程中的关键工序。目前，销钉焊接主要采 用电弧螺柱焊机的焊接主机和手动螺柱悍枪，由工人手工完成。这种焊接方法优 点是灵活性高，缺点是焊接质量不稳定，不能用于大批量的焊接生产。近年来，国内外锅炉、压力容器的焊接技术取得了引人注目的新发展。随着 锅炉、压力容器工作参数的大幅度提高及应用领域的不断扩展，对焊接技术提出 了愈来愈高的要求。如锅炉膜式壁的钢管销钉焊接工艺要求在长度6 8m、直径 ①37mm的圆管上每间隔18mm焊接一排直径①9. 5mm的销钉，每排3-4个销钉， 每个销钉沿钢管径向间隔18。排列，每根钢管上焊接销钉数量多达30(T600个。 相邻两排销钉沿钢管轴向直线度误差小于土O. 15mm, 1米内两排销钉沿钢管轴向 直线度误差小于0.5ram，每排销钉的径向误差小于±0.25°，且要求每个销钉焊 缝与钢管熔合面大于70%，可以承受力矩扳手40 ft-Ib的扭矩。如此高精度、 高密度、高强度的焊接任务，依靠手工焊接是不可能完成的。经对现有技术的文献检索发现，美国专利号US3579260，名称Machine for welding studs to beams,该专利公开了一种用于工字钢梁上同步焊接多个螺柱 的螺柱焊接机，该焊接机主体结构为一个前后轮与工字型钢啮合的移动小车，移 动小车与工字梁间设置导向装置，通过手柄实现移动小车沿工字梁的纵向运动， 通过手动凸轮对移动小车的移动距离进行微调。多把螺柱焊枪通过支撑机构安装 于移动小车的前面，支撑机构包括螺柱的夹具以及沿工字梁纵向和横向移动机 构，从而实现螺柱焊枪沿工字梁横向和纵向的二维运动，对螺柱焊枪的位置进行 调节。该螺柱焊接机可以同步完成工字梁上多个螺柱的焊接任务，但由于移动小车的纵向进给运动为手动操作，定位精度不高，生产效率低，且只能用于工字钢 梁上的螺柱焊接，不适用于其它类型工件上的螺柱焊接生产任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种全自动单管销钉焊接机， 可用以完成大规模单根钢管的圆柱销钉焊接生产任务，提高了生产效率，并且定 位精度高。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括主动端床身、从动端床身、 主动进给机构、焊接操作机、从动进给机构、自动上料机构和焊接主机。其中主 动端床身、从动端床身呈直线布置，主动进给机构和从动进给机构分别安装于主 动端床身和从动端床身上，焊接钢管夹持于主动进给机构与从动进给机构之间。 主动进给机构和从动进给机构由交流伺服电机驱动，实现焊接钢管沿焊接机床身 的水平进给和钢管径向的回转进给运动。焊接操作机、自动上料机构布置于主动 端床身与从动端床身的中间，焊接主机安装于自动上料机构下面。焊接操作机、 自动上料机构与焊接主机协同实现自动化的销钉焊接作业。所述主动端床身和从动端床身构成焊接机床身。所述主动端床身包括主动端床身钢结构、第一直线导轨和精密齿条。主动端 床身钢结构主要由钢结构焊接而成，具有足够的刚度与稳定性。主动端床身钢结 构下底面通过地脚螺钉固定在地面上，上顶面布置两根沿床身纵向的第一直线导 轨，第一直线导轨带有防尘装置，其行程满足焊接生产要求。两根第一直线导轨 之间布置沿主动端床身纵向的精密齿条。所述从动端床身包括从动端床身钢结构和第二直线导轨。从动端床身钢结构 与主动端床身钢结构相同，并沿主动端床身纵向直线布置。从动端床身钢结构下 底面通过地脚螺钉固定在地面上，上顶面布置两根沿第一直线导轨纵向的第二直 线导轨。所述主动进给机构和从动进给机构分别安装于主动端床身的第一直线导轨 和从动端床身的第二直线导轨上。所述主动进给机构包括主动驱动小车、水平驱动电机、锥齿轮传动机构、主 动回转驱动电机、主动回转齿轮、主动回转支承和第一气动卡盘。主动驱动小车 是主动进给机构的支撑机构。水平驱动电机固定于主动驱动小车尾部，通过锥齿轮传动机构及安装于主动端床身上顶面的精密齿条实现水平进给运动。主动回转 支承固定于主动驱动小车，由主动回转驱动电机通过主动回转齿轮驱动实现回转 运动。第一气动卡盘安装于主动回转支承上，与主动回转支承同步运动，实现所 夹持焊接钢管的主动回转进给运动。所述从动进给机构包括从动驱动小车、从动回转驱动电机、从动回转支承、 从动回转齿轮和第二气动卡盘。从动驱动小车是从动进给机构的支撑机构。从动 回转驱动电机固定于从动驱动小车尾部，从动回转支承固定于从动驱动小车，由 从动回转驱动电机通过从动回转齿轮驱动实现回转运动。第二气动卡盘安装于从 动回转支承上，与从动回转支承同步运动，实现所夹持焊接钢管的从动回转进给 运动。所述主动进给机构和从动进给机构的水平驱动电机、主动回转驱动电机和从 动回转驱动电机均采用精密交流伺服电机，且从动回转驱动电机与主动回转驱动 电机同步运动，保证水平及回转进给运动的定位精度满足焊接生产工艺要求。所述焊接操作机包括焊接操作机机架、两把自动螺柱焊枪、焊枪水平移动机 构、弹簧压縮机构、气动焊接夹具、钢管预定位与导向机构、安全防护装置和人 机交互设备。所述焊接操作机机架是焊接操作机的支撑体，焊接操作机机架上面设置两把 自动螺柱焊枪，即固定螺柱焊枪和移动螺柱焊枪，以提高生产效率。两把自动螺 柱焊枪均垂直水平面布置，固定螺柱焊枪通过弹簧压縮机构固定于焊接操作机机 架上，移动螺柱焊枪通过弹簧压縮机构固定于焊枪水平移动机构上，通过焊枪水 平移动机构手动调节两自动螺柱焊枪间的水平距离，弹簧压縮机构用于手动调节 自动螺柱焊枪与焊接钢管间的垂直距离，水平与垂直调整距离范围满足焊接生产 工艺要求。所述钢管预定位与导向机构安装于焊接操作机机架横梁上，位于焊接钢管的 正下方，用于焊接钢管上料时的预定位及钢管进给运动时的导向，焊接操作机的 前面安装安全防护装置。所述气动焊接夹具安装于焊接操作机机架的两侧，位于焊接钢管的正上方， 其夹持动作由控制系统协调控制，实现焊接过程中按生产节拍的钢管夹紧动作， 保证在焊接过程中焊接钢管压紧在钢管预定位与导向机构上。所述人机交互设备安装于焊接操作机机架的前安装面板，用于焊接机工艺参 数的输入及焊接机工作状态的显示，实现人机交互。所述自动上料机构包括振动锅小车、振动锅、送料机构、气动电磁阀和上料 管，振动锅、送料机构和气动电磁阀均安装在振动锅小车上，上料管入口端接送 料机构，出口端接自动螺柱焊枪。所述送料机构包括送料支架、进料管、进料阀门、进料气缸、出料气缸和吹 钉器。送料支架固定于振动锅小车上，进料管、进料阀门、进料气缸、出料气缸 和吹钉器依次固定于送料支架上，其中进料管入口端接振动锅出料口，吹钉器出 口端接上料管。焊接生产过程中，焊接钢管夹持在第一气动卡盘和第二气动卡盘中间，操作 工人按工艺要求手动设定两自动螺柱焊枪间的水平距离，通过人机交互设备设定 焊接起始位置、水平运动进给步距和回转运动进给步距等工艺参数后，主动进给 机构和从动进给机构在伺服电机驱动下实现焊接钢管沿焊接机床身纵向的水平 进给和沿焊接钢管径向的回转进给运动。焊接过程中，气动焊接夹具和自动上料机构的动作均为气动控制，可以实现焊接过程中按生产节拍的钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动单管销钉焊接机，其特征在于包括：主动端床身、从动端床身、主动进给机构、焊接操作机、从动进给机构、自动上料机构和焊接主机，其中：主动端床身、从动端床身直线布置，主动进给机构和从动进给机构分别安装于主动端床身和从动端床身上，焊接钢管夹持于主动进给机构与从动进给机构之间；主动进给机构和从动进给机构由交流伺服电机驱动，实现焊接钢管沿焊接机床身的水平进给和钢管径向的回转进给运动；焊接操作机、自动上料机构布置于主动端床身与从动端床身中间，与焊接主机协同实现全自动化的焊接作业。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘品宽，张刚，董泽光，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31