大中直径钛弯头纵向剖合面焊缝数控氩弧自动焊机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大中直径钛弯头纵向剖合面焊缝数控氩弧自动焊机，包括主横梁组件、“L”型横梁组件和主立臂组件；“L”型横梁组件包括“L”型横梁，水平移动驱动装置，焊枪水平移动丝杆，水平滑座，滑动杆，夹座，横臂，焊枪旋转驱动装置，浮动架，套轴，弹簧芯轴，滑动座，浮动弹簧，仿形跟踪支架，仿形轮，焊枪架，焊枪套件；套轴的一端与焊枪旋转驱动装置的输出端相连；主立臂组件包括焊机基座，立臂摆动驱动装置，转动轴，固定座，立臂基座，立臂平面转动驱动装置，转动盘，立臂，立臂升降驱动装置，滑座，竖直滑杆，竖直滑杆固定座，支撑座，支撑座的一端与主横梁组件相连；立臂升降驱动装置的输出端与支撑座的另一端相连。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种氩弧自动焊接，尤其是一种用于化工、石化、海洋工程装备耐腐蚀管道制造业用途的大中直径钛制冲压弯头凹凸面纵焊缝的自动与半自动新型焊接装备，弯头施焊材质也可用于其他需气体保护焊的材质或有色金属材料，是一种高效率的、数控机电一体化装置的大中直径钛弯头纵向剖合面焊缝数控氩弧自动焊机。
技术介绍
钢制大中直径冲压拼接弯头的焊接制造目前在管道制造业多采用手工或半自动焊接，用于耐腐蚀苛刻场合及重大工程中的批量钛制大中直径拼接弯头的焊接，更是由于比钢制弯头焊接多一项焊缝背向气体保护要求，也多处于手工焊接的状态(大中直径弯头壁较厚、钛焊丝填焊量大，手工焊接效率低)，目前无论焊接设备专业厂商还是大中直径拼焊弯头制造厂商，已开发的较大直径拼焊钢制弯头焊接设备、工装的最大特征是:自制非标型特大号变位机、体积庞大，一般尺寸(高度、宽度)是焊制弯头直径的五倍以上(附图片)，庞大的结构致使成本、旋转转动惯量、震颤、机电负载等都很大，随之带来的大惯量制动以及大惯量时的运动精度、定位精度、脉动动态响应等的控制措施增加了设置难度和运行实用的效率问题，另工件的高位吊装及夹装、焊接操控、焊接在线实时检视等也带来很多高空作业安全上的不便，就位步骤繁琐、且一般一次只能装夹对位一个工件，基本不具备换装与焊接的连贯性，其效率显得较低，更是不能用于有焊缝背向气体保护要求的钛制弯头的的焊接操作，不易进入有洁净氩弧焊接技术要求的区域。随着人力成本的提高、产品市场竞争力促使着装备制造业快步迈向自动化水平的需求日益迫切，因此，寻求设计一种高效率的、操作装夹快速、安全，并满足较精密的氩弧自动焊的大中直径钛制弯头自动和半自动焊机势在必行。现状:国内外目前的装置:①国内大中直径钢制弯头的拼接焊多数是手工焊接，少数弯头生产厂家做简易夹装焊、个别采用半自动焊接，按较好的半自动焊现状如上所述，整套焊接系统庞大、负载大、投资大、售价高、夹装定位、焊枪对位繁杂，且不具备也不适宜大中直径钛制拼接弯头的焊接要求，而我们自制成本约为已有钢制弯头焊接技术装备售价的二分之一到三分之一，既经济、一专多用又具备智能化，本方案设计在石化、管道工程、钛管道装备等制造业尚属首例。②国外现状基本也是半自动焊居多，但一样是设备体积庞大、焊接直径范围不大，装夹焊接不连贯，与国内同类现有技术相比造价和售价更高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种装夹方便、运行简便、适合于大中直径钛制拼焊弯头的大中直径钛弯头纵向剖合面焊缝数控氩弧自动焊机。本技术的技术方案是一种大中直径钛弯头纵向剖合面焊缝数控氩弧自动焊机，包括机座、设置在机座上的至少一个用来固定工件钛弯头的工件固定架；还包括机座上的用来焊接大中直径钛弯头剖面纵焊缝的自动焊机装置；所述的自动焊机装置包括用来安装整个装置控制系统的主横梁组件、与主横梁组件相连的用来安装焊枪的“L”型横梁组件和与主横梁组件垂直相连的用来支撑主横梁组件的主立臂组件；所述的“L”型横梁组件包括与主横梁组件相连的“L”型横梁，设置在“L”型横梁上的用来调节焊枪套件沿着水平方向移动的水平移动驱动装置，与水平移动驱动装置输出端相连的焊枪水平移动丝杆；设置在“L”型横梁上的至少两个的水平滑座，一端滑动设置在水平滑座上的双滑动杆，与双滑动杆另一端固定相连的至少两个的夹座，与夹座相连的横臂，设置在横臂的用来使得焊枪在工作过程中始终保持与弯头工件曲率线面处于法垂位置状态的焊枪旋转驱动装置，与横臂相连的用来带动焊枪弹性自调位置的浮动架，转动设置在浮动架的套轴，与浮动架相联接的弹簧芯轴，滑动设置于弹簧芯轴上的至少两个的滑动座，套装在弹簧芯轴上端的浮动弹簧，与滑动座相连的仿形跟踪支架，设置在仿形跟踪支架上的仿形轮，与仿形跟踪支架相连的焊枪架，设置在焊枪架前端的焊枪套件；所述套轴的一端与焊枪旋转驱动装置的输出端相连；所述的仿形轮与工件表面相接触；所述的主立臂组件包括滑动设置在机座上的焊机基座，设置在焊机基座上的用来使主横梁组件、“L”型横梁组件和焊枪套件沿着弯头工件曲率线面随形的立臂摆动驱动装置，一端与摆动驱动装置的输出端相连的转动轴，与转动轴另一端转动连接且设置在焊机基座上的轴承固定座，与转动轴固定相连的立臂基座，与立臂基座相连的用来驱使主横梁组件、“L”型横梁组件和焊枪套件绕着三维坐标系中的Z轴作360°旋转的立臂平面转动驱动装置，与立臂平面转动驱动装置的输出端相连的转动盘，与转动盘连接的立臂，设置在立臂上用来使主横梁组件、“L”型横梁组件和焊枪套件升降的立臂升降驱动装置，设置在立臂上的至少两个的滑座，滑动设置在滑座内的双竖直滑杆，与双竖直滑杆一端固定相连的至少两个的竖直滑杆固定座，与竖直滑杆固定座相连的支撑座，支撑座的一端与主横梁组件相连；与支撑座另一端相连的竖直丝杆；立臂升降驱动装置的输出端与竖直丝杆相连。作为本技术的进一步改进，所述的主横梁组件包括同时连接“L”型横梁与支撑座的主横梁，设置在主横梁上的用于控制整个焊接过程指令运动的电气控制箱和焊丝进给驱动组件。作为本技术的进一步改进，还包括与弯头工件相连的焊缝焊接使用的气体自动保护装置。作为本技术的进一步改进，所述的水平移动驱动装置、焊枪旋转驱动装置、立臂摆动驱动装置、立臂平面转动驱动装置和立臂升降驱动装置均采用伺服电机与双级蜗轮蜗杆组合的动力模块形式结构；水平移动驱动装置输出端的蜗轮与水平移动丝杆相啮合，焊枪旋转驱动装置输出端的蜗轮轴与套轴通过联接键相连，立臂摆动驱动装置输出端的蜗轮与转动轴相联接，立臂平面转动驱动装置输出端的蜗轮轴与转动盘相连，立臂升降驱动装置输出端的蜗轮与竖直丝杆相啮合。作为本技术的进一步改进，焊机基座通过设置在焊机基座上的滑块和设置在机座上的滑道来实现其直线运动联接。作为本技术的进一步改进，还包括设置在焊机基座上驱动螺母。作为本技术的进一步改进，所述的电气控制箱为指令伺服系统按标定程序运作的数控系统集成装置。本技术的有益效果是:①由数控自动氩弧焊接替代手工氩弧焊接、提高弯头工件批量焊接的加工效率、降低人力成本、优化焊接质量，运用数字化信息进行工业自动化控制技术改造、提高石化装备制造业生产手段的智能化、自动化水平。②本专利区别和优于已有技术的方式是:将重量很重的工件大中直径拼焊弯头加装定位后，作为施焊的静止件，避免了已有技术将弯头作为廻转运动件，由此带来的大型工件转动惯量大、震颤、电感传感急敏多波动或脱敏滞后运动、机电负载大、占地空间大，、高空作业等不利因素，有利于传感器件智能感知脉动响应执行的精确性，并便于将较精密的钛材氩弧焊接数控装置的操作设置在有洁净技术要求的作业场合。③本专利是将数控、仿形有机接合应用的一种更加符合实际的自动焊接方式，在焊枪独立升降、左右自动移摆机构现有工况的设置下加设仿形跟踪，使焊枪在对大型弯头厚壁工件焊接时，即可在微观区域的V或X型坡口扇面的焊缝腰高截面内，按照指定的焊道顺序自动运枪外，又可保证焊枪枪头点的运动在宏观区域内符合弯头实际轮廓的运动曲线轨迹。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是“L”型横梁组件的结构示意图。图3是图1的C向视图以D-D为断裂线的上半部分结构示意图。图4是图1的C向视图以D-D为断裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大中直径钛弯头纵向剖合面焊缝数控氩弧自动焊机，包括机座（1）、设置在机座上的至少一个用来固定工件钛弯头的工件固定架（2）；其特征在于：还包括机座（1）上的用来焊接大中直径钛弯头剖面纵焊缝的自动焊机装置；所述的自动焊机装置包括用来安装整个装置控制系统的主横梁组件（3）、与主横梁组件（3）相连的用来安装焊枪的“L”型横梁组件（4）和与主横梁组件（3）垂直相连的用来支撑主横梁组件（3）的主立臂组件（5）；所述的“L”型横梁组件（4）包括与主横梁组件（3）相连的“L”型横梁（4?1），设置在“L”型横梁（4?1）上的用来调节焊枪套件沿着水平方向移动的水平移动驱动装置（4?2），与水平移动驱动装置（4?2）输出端相连的焊枪水平移动丝杆（4?16）；设置在“L”型横梁（4?1）上的至少两个的水平滑座（4?3），一端滑动设置在水平滑座（4?3）上的双滑动杆（4?4），与双滑动杆（4?4）另一端固定相连的至少两个的夹座（4?5），与夹座（4?5）相连的横臂（4?6），设置在横臂（4?6）的用来使得焊枪在工作过程中始终保持与弯头工件曲率线面处于法垂位置状态的焊枪旋转驱动装置（4?7），与横臂（4?6）相连的用来带动焊枪弹性自调位置的浮动架（4?8），转动设置在浮动架（4?8）的套轴（4?17），与浮动架（4?8）相联接的弹簧芯轴（4?9），滑动设置于弹簧芯轴（4?9）上的至少两个的滑动座（4?10），套装在弹簧芯轴（4?9）上端的浮动弹簧（4?11），与滑动座（4?10）相连的仿形跟踪支架（4?14），设置在仿形跟踪支架（4?14）上的仿形轮（4?15），与仿形跟踪支架（4?14）相连的焊枪架（4?12），设置在焊枪架（4?12）前端的焊枪套件（4?13）；所述套轴（4?17）的一端与焊枪旋转驱动装置（4?7）的输出端相连；所述的仿形轮（4?15）与工件表面相接触；所述的主立臂组件（5）包括滑动设置在机座（1）上的焊机基座（5?1），设置在焊机基座（5?1）上的用来使主横梁组件（3）、“L”型横梁组件和焊枪套件（4?13）沿着弯头工件曲率线面随形的立臂摆动驱动装置（5?2），一端与摆动驱动装置（5?2）的输出端相连的转动轴（5?3），与转动轴（5?3）另一端转动连接且设置在焊机基座（5?1）上的轴承固定座（5?4），与转动轴（5?3）固定相连的立臂基座（5?14），与立臂基座（5?14）相连的用来驱使主横梁组件（3）、“L”型横梁组件和焊枪套件（4?13）绕着三维坐标系中的Z轴作360°旋转的立臂平面转动驱动装置（5?5），与立臂平面转动驱动装置（5?5）的输出端相连的转动盘（5?6），与转动盘（5?6）连接的立臂（5?7），设置在立臂（5?7）上用来使主横梁组件（3）、“L”型横梁组件和焊枪套件（4?13）升降的立臂升降驱动装置（5?12），设 置在立臂（5?7）上的至少两个的滑座（5?8），滑动设置在滑座（5?8）内的双竖直滑杆（5?9），与双竖直滑杆（5?9）一端固定相连的至少两个的竖直滑杆固定座（5?10），与竖直滑杆固定座（5?10）相连的支撑座（5?11），支撑座（5?11）的一端与主横梁组件（3）相连；与支撑座（5?11）另一端相连的竖直丝杆（5?15）；立臂升降驱动装置（5?12）的输出端与竖直丝杆（5?15）相连。...

【技术特征摘要】
1.一种大中直径钛弯头纵向剖合面焊缝数控氩弧自动焊机，包括机座(I)、设置在机座上的至少一个用来固定工件钛弯头的工件固定架(2);其特征在于:还包括机座(I)上的用来焊接大中直径钛弯头剖面纵焊缝的自动焊机装置；所述的自动焊机装置包括用来安装整个装置控制系统的主横梁组件(3)、与主横梁组件(3)相连的用来安装焊枪的“L”型横梁组件(4)和与主横梁组件(3)垂直相连的用来支撑主横梁组件(3)的主立臂组件(5)； 所述的“L”型横梁组件(4)包括与主横梁组件(3)相连的“L”型横梁(4-1)，设置在“L”型横梁(4-1)上的用来调节焊枪套件沿着水平方向移动的水平移动驱动装置(4-2)，与水平移动驱动装置(4-2)输出端相连的焊枪水平移动丝杆(4-16)； 设置在“L”型横梁(4-1)上的至少两个的水平滑座(4-3)，一端滑动设置在水平滑座(4-3 )上的双滑动杆(4-4 )，与双滑动杆(4-4 )另一端固定相连的至少两个的夹座(4-5 )，与夹座(4-5)相连的横臂(4-6)，设置在横臂(4-6)的用来使得焊枪在工作过程中始终保持与弯头工件曲率线面处于法垂位置状态的焊枪旋转驱动装置(4-7)，与横臂(4-6)相连的用来带动焊枪弹性自调位置的浮动架(4-8)，转动设置在浮动架(4-8)的套轴(4-17)，与浮动架(4-8)相联接的弹簧芯轴(4-9)，滑动设置于弹簧芯轴(4-9)上的至少两个的滑动座(4-10)，套装在弹簧芯轴(4-9)上端的浮动弹簧(4-11)，与滑动座(4-10)相连的仿形跟踪支架(4-14)，设置在仿形跟踪支架(4-14)上的仿形轮(4-15)，与仿形跟踪支架(4-14)相连的焊枪架(4-12)，设置在焊枪架(4-12)前端的焊枪套件(4-13);所述套轴(4-17)的一端与焊枪旋转驱动装置(4-7)的输出端相连；所述的仿形轮(4-15)与工件表面相接触； 所述的主立臂组件(5)包括滑动设置在机座(I)上的焊机基座(5-1)，设置在焊机基座(5-1)上的用来使主横梁组件(3)、“L”型横梁组件和焊枪套件(4-13)沿着弯头工件曲率线面随形的立臂摆动驱动装置(5-2)，一端与摆动驱动装置(5-2)的输出端相连的转动轴(5-3)，与转动轴(5-3)另一端转动连接且设置在焊机基座(5-1)上的轴承固定座(5-4)，与转动轴(5-3)固定相连的立臂基座(5-14)，与立臂基座(5-14)相连的用来驱使主横梁组件(3)、“L”型横梁组件和焊枪套`件(4-13)绕着三维坐标系中的Z轴作360°旋转的立臂平面转动驱动装置(5-5...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔迎才，李卫华，王耀锋，王承益，杜永勤，李成全，
申请(专利权)人：南京宝色股份公司，
类型：实用新型
国别省市：