一种螺旋波纹管与平法兰的自动焊接机的制作方法

本实用新型涉及一种用于螺旋波纹管管头与平法兰对接外口焊接的焊机，属于螺旋波纹管自动焊接设备技术领域。

背景技术：

螺旋管与平法兰焊接是常用的管道焊接技术，焊接时将螺旋管与法兰对正后，焊枪枪头不用调整，将螺旋管工件转动即可进行焊接，焊缝是正圆。随着波纹钢板材料的广泛应用，螺旋管也开始采用钢波纹板材料制作螺旋波纹管，以发挥波纹钢板材料的优点，因此也带来了螺旋波纹管与平法兰的焊接连接问题。由于螺旋波纹管的结构特点，螺旋波纹管与平法兰的焊接轨迹不是正圆，焊接轨迹高低不平，而且在波谷和波峰处需要对焊枪枪头的方向、高低都要进行跟踪调整才能达到预定的焊接质量。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种螺旋波纹管与平法兰的自动焊接机，这种自动焊接机能够在焊接过程中根据工件的高低来调整焊枪的位置，使焊枪枪口始终与工件保持最佳焊接距离，保证焊接质量达到最佳。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种螺旋波纹管与平法兰的自动焊接机，它包括底座，主电动机、主轴箱、后可移动底板、后移动箱、后移动电机、丝杠、工件夹紧机构、焊接装置和激光跟踪装置，底座的前端安装主电动机，主轴箱安装在主电动机上方，主电动机与主轴箱中的转动轴相连接，底座的后端安装后移动底板，后移动箱位于在后移动底板上方，后移动箱底面与后移动底板表面为滑动配合，后移动电机穿过后移动箱的底面安装在后移动底板上，后移动电机和丝杠相连接，后移动箱的后端面上有丝杠孔与丝杠相啮合，工件夹紧机构的前装夹部件和后装夹部件分别与主轴箱和后移动箱相连接，工件两端夹持在前装夹部件和后装夹部件之间，焊接装置安装在底座的一侧，焊缝追踪传感器与焊接装置相连接，焊接装置的焊枪和焊缝追踪传感器分别与工件相对。

上述螺旋波纹管与平法兰的自动焊接机，所述工件夹紧机构的前装夹部件和后装夹部件分别包括前夹紧盘、前夹紧气缸和后夹紧盘、后夹紧气缸，主轴箱的主轴是内为空心外圆面在和前夹紧盘一端有外螺纹，前夹紧盘为内孔有内螺纹，两者之间用螺纹连接在一起，前夹紧气缸的法兰盘通过螺栓和主轴的另一端连接在一起，和主轴一起转动。后移动箱上装有后从动轴，后从动轴是内为空心外圆面在和后夹紧盘一端有反扣外螺纹，后夹紧盘为内孔有反扣内螺纹，两者之间用反扣螺纹连接在一起，后夹紧气缸的法兰盘通过螺栓和主轴的另一端连接在一起，和后从动轴一起转动，他们是通过主轴转动、前夹紧盘转动、工件转动而被动转动。注意：焊接时工件顺时针旋转。

上述螺旋波纹管与平法兰的自动焊接机，所述前夹紧盘5和后夹紧盘17分别由卡盘架24、夹紧滑块26、张紧杆27、销轴28、固定块29组成，卡盘架为十字形架，十字形架的四个杆上分别有滑动槽，四个夹紧滑块分别嵌装在四个滑动槽中，四个夹紧滑块的上端分别与四个张紧杆的一端由转轴相连接，四个张紧杆的另一端通过销轴与固定块的四边相连接，固定块29位于卡盘架24的十字形中心，夹紧气缸的气缸推杆前端穿过卡盘架24的中心与固定块29的端面相连接，四个夹紧滑块的外端分别与焊接的平法兰盘内孔边缘相对。

上述螺旋波纹管与平法兰的自动焊接机，所述焊接装置包括焊接移动导轨、齿条、焊接移动台、横工作臂、横向移动电机、竖工作臂、竖向移动电机、焊枪，焊接移动导轨位于底座的一侧，焊接移动导轨与底座平行，齿条安装的焊接移动导轨表面，焊接移动台位于焊接移动导轨上，焊接移动台内安装有移动电机和移动齿轮，移动电机的电机轴与移动齿轮相连接，移动齿轮与焊接移动导轨表面的齿条相啮合，焊接移动台的上端安装有横工作臂和横向移动电机，竖工作臂和竖向移动电机装在横工作臂上，焊枪安装在竖工作臂的下面。

上述螺旋波纹管与平法兰的自横工作臂的侧面有沿着横工作臂长度方向的横向滑动槽，横工作臂内有动焊接机，所述横向移动丝杠和横向滑块，横向移动电机安装在横工作臂的一端，横向移动电机的电机轴与横向移动丝杠相连接，横向滑块中心有螺纹与横向移动丝杠相啮合，横向滑块嵌在横向滑动槽中，横向滑块与横向滑动槽为滑动配合，竖工作臂与横向滑块相连接。

上述螺旋波纹管与平法兰的自动焊接机，所述竖工作臂的侧面有沿着竖工作臂长度方向的竖向滑动槽，竖向移动电机安装在竖工作臂的一端，竖向移动电机的电机轴与竖向移动丝杠相连接，竖向滑块中心有螺纹与竖向移动丝杠相啮合，竖向滑块嵌在竖向滑动槽中，竖向滑块与竖向滑动槽为滑动配合，焊枪与竖向滑块相连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的主电动机通过主轴箱带动夹紧盘和工件转动，以便进行焊接作业；后可移动底板、后移动箱、后移动电机和丝杠可以调整后夹紧盘的位置，适应不同长度的工件；前夹紧盘、后夹紧盘、前夹紧气缸和后夹紧气缸对工件进行夹紧；焊接装置通过焊接移动导轨、齿条和焊接移动台可以调节焊接位置，通过横工作臂、横向移动电机和竖工作臂、竖向移动电机调整焊枪与焊接位置的横向和竖向距离；激光跟踪装置可以对焊缝进行跟踪，并反馈信息，用于调整焊枪的位置。

本实用新型结构科学合理，能够根据工件旋转时的高低变化调整焊枪位置，使焊枪始终和工件保持最佳的距离，保证了焊接质量，提高了产品成品率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的正视图；

图3是图1的侧视图；

图4是夹紧盘的结构示意图；

图5是焊接轨迹示意图。

图中标记如下：底座1、主电动机2、主轴箱3、前夹紧气缸4、前夹紧盘5、前平法兰盘6、螺旋钢波纹管7、焊接移动导轨8、焊接移动台9、横工作臂10、横向移动电机11、竖工作臂12、竖向移动电机13、焊枪14、焊缝追踪传感器15、齿条16、后夹紧盘17、后平法兰盘18、后移动电机19、丝杠20、后夹紧气缸21、后移动箱22、后移动底板23、卡盘架24、滑动槽25、夹紧滑块26、张紧杆27、销轴28、固定架29。

具体实施方式

本实用新型由底座1、驱动部分、工件装夹部分、工件夹紧机构、焊接装置组成。

驱动部分包括主电动机2、主轴箱3，用于转动工件，以便进行焊接；

工件装夹部分包括后移动底板23、后移动箱22、后移动电机19、丝杠20，用于调整后工件夹紧机构的位置，适应不同长度的工件，为夹紧工件做准备；

工件夹紧机构包括前夹紧盘5、前夹紧气缸4、后夹紧盘17、后夹紧气缸21，用于对工件的前端和后端进行夹紧；

焊接装置包括焊接移动导轨8、齿条16、焊接移动台9、横工作臂10、横向移动电机11、竖工作臂12、竖向移动电机13、焊枪14、焊缝追踪传感器15，用于对工件进行焊接和跟踪。

图1、2、3显示，底座1的前端安装主电动机2，主轴箱3安装在主电动机2上方，主电动机2与主轴箱3中的转动轴相连接，主轴箱3的转动轴带动工件夹紧机构和工件一起转动，以进行焊接作业。

图1、2、3显示，底座1的后端安装工件装夹部分的后移动底板23，在底座1的后部底面上有多个安装螺孔，这些安装螺孔沿着底座1的长度方向间隔排列，间距相等，用于连接后移动底板23，后移动底板23上有两个连接孔，两个连接孔的间距与底座1的安装螺孔间距相等，在安装连接时，可以根据工件的长度，选择不同的安装螺孔，将后移动底板23连接在底座1的对应位置，用于夹装工件位置的粗调。

图1、2、3显示，后移动箱22位于在后移动底板23上方，后移动箱22底面与后移动底板23表面为滑动配合。后移动箱22的底面上有长的开口，后移动电机19穿过后移动箱22的底面开口与后移动底板23固定连接，后移动电机19的电机轴和丝杠20相连接，在后移动箱22的后端面上有丝杠孔与丝杠20相啮合。后移动电机19转动时，带动丝杠20转动，丝杠20带动后移动箱22在后移动底板23上前后移动，用于夹装工件位置的微调。

图1、2、3显示，工件夹紧机构的前装夹部件前夹紧盘5、前夹紧气缸4与主轴箱3相连接，由主轴箱3带动转动，前夹紧盘5与主轴箱3之间用螺纹连接在一起。工件夹紧机构的后装夹部件后夹紧盘17、后夹紧气缸21与后移动箱22的前端面相连接，后移动箱22带动后夹紧盘17调整夹紧位置，后移动箱22上的后从动轴和后夹紧盘17之间用反扣螺纹连接在一起。

图4显示，前夹紧盘5和后夹紧盘17分别由卡盘架24、夹紧滑块26、张紧杆27、销轴28、固定块29组成，卡盘架24为十字形架，十字形架的四个杆上分别有滑动槽25，四个夹紧滑块26分别嵌装在四个滑动槽25中，四个夹紧滑块26的上端分别与四个张紧杆27的一端由转轴相连接，四个张紧杆27的另一端通过销轴28与固定块29的四边相连接，固定块29位于卡盘架24的十字形中心，夹紧气缸的气缸推杆前端穿过卡盘架24的中心与固定块29的端面相连接，四个夹紧滑块26的外端分别与焊接的平法兰盘内孔边缘相对。气缸推杆向前或向后移动时，带动固定块29水平移动，固定块29通过四个张紧杆27拉动四个夹紧滑块26做径向移动，四个夹紧滑块26的外侧顶在平法兰盘的内孔边缘，与平法兰盘紧密连接，实现前夹紧盘5和后夹紧盘17对需要焊接的平法兰盘的夹紧和松开。

图1、2、3显示，焊接装置包括焊接移动导轨8、齿条16、焊接移动台9、横工作臂10、横向移动电机11、竖工作臂12、竖向移动电机13、焊枪14。焊接移动导轨8位于底座1的一侧，焊接移动导轨8与底座1平行，齿条16安装的焊接移动导轨8表面，焊接移动台9位于焊接移动导轨8上。焊接移动台9内安装有移动电机和移动齿轮，移动电机的电机轴与移动齿轮相连接，移动齿轮与焊接移动导轨8表面的齿条16相啮合。移动电机转动时，移动齿轮在齿条16上转动，带动焊接移动台9沿着焊接移动导轨8移动到需要的焊接位置。

图1、2、3显示，焊接移动台9的上端安装有横工作臂10和横向移动电机11。横工作臂10的侧面有沿着横工作臂10长度方向的横向滑动槽，横工作臂10内有横向移动丝杠和横向滑块，横向移动电机11安装在横工作臂10的一端，横向移动电机11的电机轴与横向移动丝杠相连接，横向滑块中心有螺纹与横向移动丝杠相啮合，横向滑块嵌在横向滑动槽中，横向滑块与横向滑动槽为滑动配合，竖工作臂12与横向滑块相连接。操作时，横向移动电机11带动横向移动丝杠转动，横向滑块在横向移动丝杠上移动，与横向滑块连接的竖工作臂12即可沿着横工作臂10进行横向移动。

图1、2、3显示，沿着竖工作臂12长度方向的竖向滑动槽，竖工作臂12内有竖向移动丝杠和竖向滑块，竖向移动电机13安装在竖工作臂12的一端，竖向移动电机13的电机轴与竖向移动丝杠相连接，竖向滑块中心有螺纹与竖向移动丝杠相啮合，竖向滑块嵌在竖向滑动槽中，竖向滑块与竖向滑动槽为滑动配合，焊枪14与竖向滑块相连接。焊接时，竖向移动电机13带动竖向移动丝杠转动，竖向滑块在竖向移动丝杠上移动，与竖向滑块连接的焊枪14即可沿着竖工作臂12进行上下移动。

通过横工作臂10、竖工作臂12中的横向移动电机11、竖向移动电机13的运行，焊枪14可以在横向和竖向进行移动，加上焊接移动台9在焊接移动导轨8上的移动，焊枪14即可完成在三维空间的位置变换，达到所需要的焊接位置，并可以精确调整与焊缝之间的距离。

本实用新型的使用过程如下：

首先，在加工现场将前平法兰盘6、螺旋钢波纹管7和后平法兰盘18从里面用点焊连接在一起；

然后，将后移动底板23用螺栓固定在底座1上，根据不同工件长度调整连接螺孔，将后移动底板23进行较大距离移动后再用螺栓固定；

再将前平法兰盘6、螺旋钢波纹管7和后平法兰盘18放置到前夹紧盘5和后夹紧盘17之间，将前平法兰盘6与前夹紧盘5连接；

启动后移动电机19带动丝杠20转动，后移动箱22沿着丝杠20前移，后夹紧盘17在后移动箱22带动下前移，直到后夹紧盘17与后平法兰盘18相接触；

启动前夹紧气缸4和后夹紧气缸21，使前夹紧盘5和后夹紧盘17分别将前平法兰盘6和后平法兰盘18夹紧；

启动焊接移动台9内的移动电机，移动电机通过移动齿轮和齿条16带动焊接移动台9沿着焊接移动导轨8移动到需要的焊接位置；

通过横工作臂10、竖工作臂12中的横向移动电机11、竖向移动电机13的运行，焊枪14可以在横向和竖向进行移动，达到所需要的焊接位置，并可以精确调整与螺旋钢波纹管7的焊缝之间的距离，焊接装置的焊枪14和焊缝追踪传感器15分别与螺旋钢波纹管7相对；

启动主电动机2，主电动机2和主轴箱3带动螺旋钢波纹管7转动，焊枪14根据焊缝追踪传感器15的信息调整焊枪14的位置进行跟踪焊接。

本实用新型的一个实施例如下：

底座1的长度为8750mm，宽度为800mm；

主电动机2的功率7.5kw；

主轴箱3的长度为700mm，高度为1620mm；

后移动底板23的长度1550mm，宽度为500mm；

后移动电机19的型号为130sg-m07725，功率为2kw；

焊接移动导轨8的长度为7500mm，宽度为800mm；

焊接移动导轨8和底座1的间隔为800mm；

焊接移动台9的高度为1900mm；

横工作臂10的长度为2000mm；

竖工作臂12的长度为1650mm；

前加紧气缸4、后加紧气缸21的型号为订制，外径100mm，长350mm；

焊缝追踪传感器的型号为scancontrol。