一种自动化直缝焊接装置的制作方法

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种自动化直缝焊接装置。

背景技术：

直缝焊接钢管是用热轧或冷轧钢板或钢带卷焊制成的钢管在焊接设备上进行直缝焊接得到的焊管，由于钢管的焊接处成一条直线故而得名。直缝钢管的生产工艺流程相对来说是比较简单的，一般根据焊接的方式又细分为高频焊直缝钢管和埋弧焊直缝钢管，直缝焊管的生产效率高，成本低，发展较快。

目前，直缝钢管在进行焊接前，需要对焊管的焊口进行清理，焊口清理包括去除对焊口表面的油脂和氧化膜，以保证焊料与管体焊接的牢固，由于焊口清理与焊接分开进行，导致了直缝焊管生产效率的降低，且目前通过人工对焊口进行清理，不仅效率低下，且在管径较大的直缝钢管时，因操作工人距离焊口较远，增加了焊口清理工作的难度，容易造成操作工人疲劳，存在安全隐患以及造成焊口清理效率进一步降低的弊端。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种自动化直缝焊接装置，以解决现有技术中，由于焊口清理与焊接分步进行而导致的生产效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种自动化直缝焊接装置，包括用于固定放置工件的焊接工装底座，以及以工件为行进轨道进行往返运动的循轨车，所述循轨车上安装有一端插入工件上的止偏鳍板，且所述止偏鳍板上安装有用于对焊口进行清理的清理机构，所述循轨车相对于所述止偏鳍板的一端安装有焊接装置，所述焊接工装底座的两端安装有用于对工件端部夹紧固定的端部固定装置；

所述端部固定装置包括安装在所述焊接工装底座两端的夹持部，以及用于驱动两端所述夹持部相互靠近或远离的夹持驱动装置，所述夹持部上安装有承接换向机构，所述循轨车由工件末端运动至所述承接换向机构上，所述循轨车通过所述承接换向机构换向以对所述焊接工装底座上的新工件进行焊接，且所述循轨车上的所述止偏鳍板和所述焊接装置通过所述承接换向机构与所述焊接工装底座上新工件的焊口对准。

作为本发明的一种优选方案，所述清理机构包括用于清理焊口处油脂的焊口除脂组件，以及用于清理焊口处氧化膜的焊口除膜组件，所述焊口除膜组件和所述焊口除脂组件由远离所述焊接装置方向依次设置在所述止偏鳍板上。

作为本发明的一种优选方案，所述焊口除脂组件包括安装在所述循轨车上的有机溶剂罐，以及安装在所述止偏鳍板两侧壁上的擦拭棉布，所述止偏鳍板内且位于所述擦拭棉布远离工件的一侧内开设有供液分布通道，所述供液分布通道与所述有机溶剂罐通过计量供液装置连接。

作为本发明的一种优选方案，所述焊口除膜组件包括分别安装在所述止偏鳍板两侧的刨刀，所述止偏鳍板两侧均开设有用于排出金属碎屑的排屑槽，且所述排屑槽贯穿所述止偏鳍板插入焊口的一端，所述刨刀安装在所述排屑槽远离所述循轨车行进方向的一侧槽壁上，所述刨刀刃口朝向所述循轨车行进方向倾斜设置。

作为本发明的一种优选方案，所述止偏鳍板内开设有贯穿其两侧的吹气孔，所述循轨车上安装有与所述吹气孔相连通的散热吹风装置，通过所述吹气孔将所述散热吹风装置泵送的气体吹向焊口表面以对焊口表面进行吹干，且所述止偏鳍板上安装有吸湿棉布，所述吹气孔位于所述吸湿棉布和所述排屑槽之间。

作为本发明的一种优选方案，所述循轨车开设有贯穿其行进方向前端的插槽，且所述插槽的两侧槽壁上均安装有相向设置的承托滑块，所述止偏鳍板的侧壁上开设有与所述承托滑块相配合的承托滑槽，所述止偏鳍板和所述插槽槽壁上均开设有用于连通所述供液分布通道和所述计量供液装置的注水口，以及连通所述散热吹风装置和所述吹气孔的泵气口，且所述注水口内安装上有单向导通至所述供液分布通道的单向阀。

作为本发明的一种优选方案，所述承托滑槽的槽壁上嵌入安装有弹簧顶珠，所述弹簧顶珠一侧突出于所述承托滑槽的槽壁，所述承托滑块上开设有与所述弹簧顶珠相配合的凹坑。

作为本发明的一种优选方案，所述承接换向机构包括安装在所述夹持部上的随动台、转动安装在所述随动台上的承接部，以及用于对所述承接部进行驱动和定位的旋转驱动装置，所述承接部上开设有与所述止偏鳍板相配合的避让槽，所述避让槽两侧槽壁上均开设有用于为所述刨刀、擦拭棉布和吸湿棉布让位的侧槽，所述焊接工装底座两端均设置有更换机构，所述更换机构配合所述承接换向机构对所述循轨车上的所述止偏鳍板进行拆卸及更换。

作为本发明的一种优选方案，所述更换机构包括安装在所述焊接工装底座上的往复驱动装置，以及安装在所述往复驱动装置的滑动部上的回收盒和储料盒，所述回收盒和所述储料盒通过所述往复驱动装置交替与移动至所述承接部上的循轨车进行配合以实现对所述止偏鳍板的更换；

所述回收盒和所述储料盒的开口朝向所述承接部一侧，所述储料盒内安装有用于将其内部的所述止偏鳍板安装至所述循轨车上的推送装置；

所述避让槽远离所述往复驱动装置的一端内安装有用于将所述循轨车上的所述止偏鳍板移动至所述回收盒中的推移部。

作为本发明的一种优选方案，所述推移部包括被驱动在所述避让槽内往复滑动的传动滑块，以及安装在所述承接部内用于驱动所述传动滑块的回收驱动装置，所述传动滑块的初始位置位于所述避让槽的入口端内，所述传动滑块上安装有单向铰链，所述传动滑块通过所述单向铰链安装有仅能向所述避让槽出口端方向摆动的单向翻转板，且所述传动滑块两侧安装有用于使所述单向翻转板立起的复位扭簧，所述单向翻转板在所述止偏鳍板移动至所述避让槽中后通过所述复位扭簧的回复力立起，所述传动滑块通过在所述止偏鳍板后方立起的所述单向翻转板带动所述止偏鳍板向所述避让槽的出口端方向移动。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明中被运输至焊接工装底座上且焊口向上的工件被两端的端部固定装置进行夹紧固定后，循轨车沿焊口由工件一端向另一端行进，通过滑动插接在焊口内的止偏鳍板对循轨车进行导向，以避免循轨车偏离焊口而造成焊接质量下降，另一方面，通过止偏鳍板上的清理机构对焊口处的油脂和氧化膜进行清理，以确保后续焊接的效果，且避免了人工清理焊口效率低下和工人劳动强度大的弊端。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中焊接工装底座右侧结构示意图；

图2为本发明实施方式中承接换向机构结构示意图；

图3为本发明实施方式中止偏鳍板结构示意图；

图4为本发明实施方式中回收盒结构示意图；

图5为本发明实施方式中推移部结构示意图；

图6为本发明实施方式中承托滑块结构示意图。

图中：

1-焊接工装底座；2-循轨车；3-止偏鳍板；4-焊接装置；5-端部固定装置；6-承接换向机构；7-焊口除脂组件；8-焊口除膜组件；9-吹气孔；10-散热吹风装置；11-吸湿棉布；12-插槽；13-承托滑块；14-更换机构；15-推移部；16-单向阀；17-弹簧顶珠；18-凹坑；19-承托滑槽；

501-夹持部；502-夹持驱动装置；

601-随动台；602-承接部；603-旋转驱动装置；604-避让槽；605-侧槽；

701-有机溶剂罐；702-擦拭棉布；703-供液分布通道；704-计量供液装置；

801-刨刀；802-排屑槽；

1401-往复驱动装置；1402-回收盒；1403-储料盒；1404-推送装置；

1501-传动滑块；1502-单向铰链；1503-单向翻转板；1504-复位扭簧；1505-回收驱动装置。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图3所示，本发明公布了一种自动化直缝焊接装置，包括用于固定放置工件的焊接工装底座1，以及以工件为行进轨道进行往返运动的循轨车2，循轨车2上安装有一端插入工件上的止偏鳍板3，且止偏鳍板3上安装有用于对焊口进行清理的清理机构，循轨车2相对于止偏鳍板3的一端安装有焊接装置4，焊接工装底座1的两端安装有用于对工件端部夹紧固定的端部固定装置5；

端部固定装置5包括安装在焊接工装底座1两端的夹持部501，以及用于驱动两端夹持部501相互靠近或远离的夹持驱动装置502，夹持部501上安装有承接换向机构6，循轨车2由工件末端运动至承接换向机构6上，循轨车2通过承接换向机构6换向以对焊接工装底座1上的新工件进行焊接，且循轨车2上的止偏鳍板3和焊接装置4通过承接换向机构6与焊接工装底座1上新工件的焊口对准。

被运输至焊接工装底座1上且焊口向上的工件被两端的端部固定装置5进行夹紧固定后，循轨车2沿焊口由工件一端向另一端行进，位于行进方向前端的止偏鳍板3滑动插接在焊口内，一方面，通过滑动插接在焊口内的止偏鳍板3对循轨车2进行导向，以避免循轨车2偏离焊口而造成焊接质量下降，尤其适用于由于工件较长而不便于布置导轨的情况，另一方面，通过止偏鳍板3上的清理机构对焊口处的油脂和氧化膜进行清理，以确保后续焊接的效果，且避免了人工清理焊口效率低下和工人劳动强度大的弊端。

如图3所示，清理机构包括用于清理焊口处油脂的焊口除脂组件7，以及用于清理焊口处氧化膜的焊口除膜组件8，焊口除膜组件8和焊口除脂组件7由远离焊接装置4方向依次设置在止偏鳍板3上，即位于行进方向前端的焊口除脂组件7通过有机溶剂擦拭等方式去除焊口处的油脂后，由后端的焊口除膜组件8将焊口处的氧化膜通过打磨的方式去除，防止熔池中出现气孔或夹渣，从而避免了焊口表面氧化膜对工件焊接后强度造成负面影响的情况。

关于焊口除脂组件7的具体叙述如下：

焊口除脂组件7包括安装在循轨车2上的有机溶剂罐701，以及安装在止偏鳍板3两侧壁上的擦拭棉布702，止偏鳍板3内且位于擦拭棉布702远离工件的一侧内开设有供液分布通道703，供液分布通道703与有机溶剂罐701通过计量供液装置704连接。

计量供液装置704为小型计量泵或其它具有同等功能的装置，通过计量供液装置704定量向供液分布通道703中泵送有机溶剂，供液分布通道703中的有机溶剂在压力作用下的向擦拭棉布702进行渗透，被有机溶剂湿润的擦拭棉布702随循轨车2的移动对焊接装置4前方的焊口进行擦拭，焊口处的油脂被有机溶剂快速溶解后被擦拭棉布702擦去，从而达到清理焊口处油脂的目的。

关于焊口除膜组件8的具体叙述如下：

焊口除膜组件8包括分别安装在止偏鳍板3两侧的刨刀801，止偏鳍板3两侧均开设有用于排出金属碎屑的排屑槽802，且排屑槽802贯穿止偏鳍板3插入焊口的一端，刨刀801安装在排屑槽802远离循轨车2行进方向的一侧槽605壁上，刨刀801刃口朝向循轨车2行进方向倾斜设置。

止偏鳍板3带动两侧的刨刀801在焊口中移动，两侧的刨刀801在行进过程中对焊口表面的氧化膜进行切削，类似于木工刨刨木材，使焊口表面的氧化膜被铲除，铲除的铁屑由排屑槽802底部的开口排入工件的管腔中，而设置z形簧板的目的是为了提供刨刀801与焊口表面接触的压力，以确保焊口表面的氧化膜能够被刨去，相应的，两侧刨刀801刃部之间的间距略大于焊口的宽度。

优选的是，止偏鳍板3内开设有贯穿其两侧的吹气孔9，吹气孔9位于吸湿棉布11和焊口除膜组件8之间，循轨车2上安装有与吹气孔9相连通的散热吹风装置10，通过吹气孔9将散热吹风装置10泵送的气体吹向焊口表面以对焊口表面进行吹干。

优选的是，散热吹风装置10的进气口朝向循轨车2的散热孔，一方面，通过散热吹风装置10增加循轨车2的散热速度，另一方面，通过散热吹风装置10将温热的空气泵送至吹气孔9中，通过由吹气孔9吹出的温热空气对焊口表面进行吹干，避免焊口避免残留的液体对后续焊接造成负面影响。

并且，止偏鳍板3上安装有吸湿棉布11，吹气孔9位于吸湿棉布11和排屑槽802之间，随着止偏鳍板3在焊口中移动，较干燥的吸湿棉布11对经过吹风干燥后的焊口表面进行擦拭，以去除焊口表面残留的水分和铁屑，进一步保证了焊口的干燥和清洁。

如图2、图5和图6所示，循轨车2开设有贯穿其行进方向前端的插槽12，且插槽12的两侧槽壁上均安装有相向设置的承托滑块13，止偏鳍板3的侧壁上开设有与承托滑块13相配合的承托滑槽19，止偏鳍板3和插槽12槽壁上均开设有用于连通供液分布通道703和计量供液装置704的注水口，以及连通散热吹风装置10和吹气孔9的泵气口，且注水口内安装上有单向导通至供液分布通道703的单向阀16。

止偏鳍板3与循轨车2之间通过插槽12滑动连接，且止偏鳍板3通过承托滑块13支撑在承托滑槽19中，从而将止偏鳍板3在竖直方向固定在循轨车2上，避免止偏鳍板3掉落。方便了止偏鳍板3的更换，从而实现焊口除脂组件7和焊口除膜组件8的快速更换，以保证焊口表面的油脂和氧化膜能够被充分清理。

注水口内单向阀16的设置避免了止偏鳍板3与循轨车2分离后，供液分布通道703以及计量供液装置704管道中残留的压力较高的有机溶剂溢出。注水口和泵气口的端部一般性的设置有用于密封胶圈，以避免有机溶剂和气体泄漏。

优选的是，承托滑槽19的槽壁上嵌入安装有弹簧顶珠17，弹簧顶珠17一侧突出于承托滑槽19的槽壁，承托滑块13上开设有与弹簧顶珠17相配合的凹坑18。

止偏鳍板3插入插槽12中时，止偏鳍板3挤压弹簧顶珠17的珠体缩回，当止偏鳍板3末端与插槽12末端相抵接时，即当止偏鳍板3与循轨车2装配好后，止偏鳍板3上的凹坑18正好位于弹簧顶珠17处，弹簧顶珠17的珠体在弹簧回复力的推动下被顶入凹坑18中，实现循轨车2与止偏鳍板3在水平方向上位置的相对固定，且止偏鳍板3在外力作用下使凹坑18与弹簧顶珠17脱离咬合位置而实现止偏鳍板3与循轨车2的分离。

承接换向机构6包括安装在夹持部501上的随动台601、转动安装在随动台601上的承接部602，以及用于对承接部602进行驱动和定位的旋转驱动装置603，承接部602上开设有与止偏鳍板3相配合的避让槽604，避让槽604两侧槽605壁上均开设有用于为刨刀801、擦拭棉布702和吸湿棉布11让位的侧槽605。

承接部602支撑在随动台601上，并通过旋转驱动装置603驱动转动，使承接部602上的避让槽604位于焊口的延伸方向上，当循轨车2由工件向承接部602上移动时，循轨车2底部的止偏鳍板3和后方的焊接装置4在避让槽604中进行滑动，当循轨车2移动至承接部602上时，位于循轨车2后端的焊接装置4完成对焊口的焊接，当焊接工装底座1上完成焊接的工件被转移和更换新工件的过程中，旋转驱动装置603通过承接部602驱动循轨车2转向，直至循轨车2底部的止偏鳍板3前端与避让槽604重新对准，即让循轨车2转向掉头以对新工件进行焊接。

其中，焊接装置4伸入避让槽604中的焊头、焊条等部件的宽度不大于止偏鳍板3的宽度，且避让槽604的宽度与止偏鳍板3的宽度相同，而避让槽604两侧槽605壁上的侧槽605则避免刨刀801、擦拭棉布702和吸湿棉布11与避让槽604槽壁的接触，即两侧侧槽605之间的间距大于两侧的刨刀801、擦拭棉布702和吸湿棉布11外侧之间的间距。

而为了保证对焊口的清理效果，需要定期对刨刀801、擦拭棉布702和吸湿棉布11的更换，因此，焊接工装底座1两端均设置有更换机构14，更换机构14配合承接换向机构6对循轨车2上的止偏鳍板3进行拆卸及更换，焊口除脂组件7和焊口除膜组件8通过更换机构14对止偏鳍板3进行更换的方式进行更新，更换频率根据刨刀801、擦拭棉布702和吸湿棉布11的综合损耗情况而定。

如图1、图2和图4所示，更换机构14包括安装在焊接工装底座1上的往复驱动装置1401，以及安装在往复驱动装置1401滑动部上的回收盒1402和储料盒1403，回收盒1402和储料盒1403通过往复驱动装置1401交替与移动至承接部602上的循轨车2进行配合以实现对止偏鳍板3的更换。

其中，回收盒1402和储料盒1403的开口朝向承接部602一侧，储料盒1403内安装有用于将其内部的止偏鳍板3安装至循轨车2上的推送装置1404，避让槽604远离往复驱动装置1401的一端内安装有用于将循轨车2上的止偏鳍板3移动至回收盒1402中的推移部15。

推送装置1404根据止偏鳍板3在储料盒1403中的排列方式而相应设置，例如，多个止偏鳍板3叠加放置在储料盒1403中，储料盒1403的开口高度和宽度仅供一个止偏鳍板3通过，推送装置1404为安装安装储料盒1403外侧下端的电动推杆或其它具有同等功能的装置，通过推送装置1404将储料盒1403中底部的止偏鳍板3逐个推出储料盒1403，直至被推出的止偏鳍板3顶部的t形部13完全插入循轨车2底部的t形插槽中。

回收盒1402的结构也根据回收的止偏鳍板3在回收盒1402中的排列方式而相应设置，优选的是，止偏鳍板3在回收盒1402中横向排布，回收盒1402设置有开口的一端安装在往复驱动装置1401的滑动部上，而回收盒1402远离储料盒1403的一端向下方倾斜设置，且回收盒1402远离承接部602一侧的底部内壁向下倾斜设置，从而使一端移动至回收盒1402中的止偏鳍板3在自身重力作用下滑动至回收盒1402中，且进入回收盒1402中的止偏鳍板3在自身重力作用下逐个向远离储料盒1403一侧滑动，从而实现止偏鳍板3的横向排布，结构简单实用。

推移部15包括被驱动在避让槽604内往复滑动的传动滑块1501，以及安装在承接部602内用于驱动传动滑块1501的回收驱动装置22，传动滑块1501的初始位置位于避让槽604的入口端内，传动滑块1501上安装有单向铰链1502，传动滑块1501通过单向铰链1502安装有仅能向避让槽604出口端方向摆动的单向翻转板1503，且传动滑块1501两侧安装有用于使单向翻转板1503立起的复位扭簧1504，单向翻转板1503在止偏鳍板3移动至避让槽604中后通过复位扭簧1504的回复力立起，传动滑块1501通过在止偏鳍板3后方立起的单向翻转板1503带动止偏鳍板3向避让槽604的出口端方向移动。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。