用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置的制作方法

本实用新型涉及球阀加工技术领域，尤其涉及一种用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置。

背景技术：

近年来，随着能源结构及能源区域重点的调整，我国石油、天然气管线的应用普及迅速。在以西气东输一线、二线为代表的管线工程建设中，其油压缓冲器调节阀门很多都是采用国际上成熟应用的全焊接球阀。由于国内近几年全焊接球阀的需求量很大，极大地推动了我国全焊接球阀技术的进步，另外，由于我国的管路系统对压力、材料和环境的要求都比较高，因此也对全焊接球阀提出了更高的要求。全焊接球阀是一种典型的焊接产品，目前部分国内厂家通过技术引进或自主研发的方式，已实现全焊接球阀的国产化，改变了全焊接球阀完全依赖进口的局面。当前企业对于全焊接球阀阀体上的外环、纵焊缝普遍采用自动埋弧焊机进行自动焊接，但是对于球阀中口相贯线处的焊缝焊接，企业仍普遍采用手工焊接，存在效率低，焊缝不均匀，大批产品质量不稳定。现有焊接自动设备多属于机械主导类型，自动化控制应用不多，在人性化操作上存在诸多不便。但由于手工焊接工作环境恶劣，操作需要占用大量的工作时间和精力，而且焊接质量得不到保证。因此，种种因素导致整体效率提升缓慢。

全焊接球阀是一种典型的焊接产品，球阀外的环纵向焊缝的焊接，目前技术已经相当成熟，但是阀体和阀杆轴套的中口相贯线部分焊接目前还是人工焊接。为了保证中口相贯线焊接处的质量，首先必须求得两管相接处相贯线的轨迹，以便先加工出相贯线孔和相贯线端头后方能正确焊接。由于两圆形管件相交的相贯线是一条空间曲线，其计算和测量都比较复杂(特别是两管斜相贯时)，传统的人工焊接方法工作环境恶劣、劳动强度大、对工人技术水平要求较高且很难保证生产效率和焊缝的质量。

技术实现要素：

本实用新型要解决上述现有技术存在的问题，提供一种用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置，可有效提高该类全焊接球阀的焊接质量的稳定性和焊接效率。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种用于全焊接球阀中口相贯线的自动焊接装置，包括工作台，工作台上安装有移动台，移动台上安装有焊装夹具，工作台的前端安装有与焊装夹具配合的工件翻转机构，移动台的上方安装有焊接支架，焊接支架上安装有具有360°回转功能的焊接装置。该结构尽量采用标准化模块，可使制造成本大大降低，并且可提高自动焊接装置的系统稳定性。首先由人工将产品固定在相应的工艺装备上，将焊枪调整到位。在焊接过程中，通过人工观察焊接质量，能随时控制焊接速度完成相贯线的焊接。工件一次装夹后一次性完成焊接，整个过程无需断弧。

其中移动台包括安装在工作台上的纵向移动导轨、安装在纵向移动导轨上的移动台板、驱动横向移动板移动的驱动电机，移动台板上安装有位于中间的丝杆螺母副和左右设置的横向移动导轨，丝杆螺母副连接丝杆电机，横向移动导轨上安装有横向移动板，横向移动板的底部连接丝杆螺母副，横向移动板上安装焊装夹具；该结构控制焊装夹具横向和纵向的移动，通过丝杆机构，这样移动位置更加精确，移动稳定，更好的控制焊缝位置移动。

其中焊装夹具包括安装在横向移动板前后两边的V型支撑块，V型支撑块的上方对应设有V型压块，V型压块固定在连接杆上，连接杆固定在旋转夹紧气缸上，旋转夹紧气缸安装在横向移动板上，横向移动板外端上设有端部V型块，构成组合定位，保证工件位置正确；

其中工件翻转机构包括安装在工作台左右两边的固定座，固定座上转动连接有转动杆，转动杆外端之间安装有纵向安装杆，纵向安装杆上安装有气动夹头，一边的转动杆后端通过主动轴安装在固定座上，主动轴上固定有齿轮，齿轮啮合连接有齿条，齿条的后端连接有推拉气缸，齿条的前后方向分别安装有前油压缓冲器和后油压缓冲器，前油压缓冲器位于齿条的正前方，齿条的侧边安装有油压缓冲器触碰板，后油压缓冲器位于油压缓冲器触碰板正后方；该结构对阀体上部件精确转动90°，使该部件位于阀体的正上方，这样便于焊接装置精确焊接。

其中焊接支架包括固定在工作台前后两侧的支架、固定在支架顶部之间的横梁及工作台底下的焊接框架；该结构将焊接装置架在空中，保持其稳定移动。

其中焊接装置包括安装在横梁上的焊接装置固定板，焊接装置固定板上安装有竖向移动板，通过同步带及带抱闸的电机带动竖向移动板上下移动，竖向移动板上安装有带抱闸旋转电机，带抱闸旋转电机连接转轴，转轴的下端安装有横向设置的L型安装板，L型安装板的中间固定在转轴上，L型安装板的底部安装有横向移动的导柱，L型安装板上安装有驱动导柱移动的焊接气缸，在导柱的外端侧，安装有焊枪。

为了进一步完善，工作台的底部安装有升降支撑脚。

进一步完善，工作台的底部安装有万向轮。

本实用新型研究的全焊接球阀的中口贯线自动焊接装置是用自动化机构代替人手完成焊接的点、拉、焊的自动化全焊接球阀装置，可以大大提高生产效率，降低生产成本，提高可靠性。本项研发阶段所制作的仿真模型，将解决在动作操作以及控制方法方面的诸多不便。而且由于此套系统具有很好的操作性，在研发成功后，只要改变一些设备结构就能很好的应用于全焊接球阀的中口相贯线自动焊接，在焊接的领域中具有良好的适应力。

本实用新型有益的效果是：本实用新型焊接装置是一种采用自动化机构代替人手完成焊接的点、拉、焊的自动化全焊接球阀装置，可以大大提高生产效率，降低生产成本，提高可靠性。本项研发阶段所制作的仿真模型，将解决在动作操作以及控制方法方面的诸多不便，而且由于此套系统具有很好的操作性，在研发成功后，只要改变一些设备结构就能很好的应用于全焊接球阀的中口相贯线自动焊接，在其它相关焊接领域中具有良好的适应力。

附图说明

图1为本实用新型整机前端方向结构示意图；

图2为本实用新型整机后端方向结构示意图；

图3为本实用新型产品放入夹具时的结构示意图；

图4为本实用新型焊接时的结构示意图；

图5为本实用新型焊接完成后端方向的结构示意图；

图6为本实用新型中移动台前端方向的结构示意图；

图7为本实用新型中移动台后端方向的结构示意图；

图8为本实用新型中翻转机构的结构示意图；

图9为本实用新型中焊接装置前端方向的结构示意图；

图10为本实用新型中焊接装置后端方向的结构示意图。

附图标记说明：工作台1，移动台2，纵向移动导轨2-1，工作台板2-2，丝杆模组2-3，丝杆螺母副2-4，横向移动导轨2-5，丝杆电机2-6，横向移动板3-6，拖链2-8，传感器2-9，传感器触动块2-10，型材布线槽2-11，焊装夹具3，V型块3-1，V型压块3-2，连接杆3-3，旋转夹紧气缸3-4，端部V型块3-5，翻转机构4，轴承座4-1，转动杆4-2，纵向安装杆 4-3，气动手指4-4，主动轴4-5，齿轮4-6，齿条4-7，推拉气缸4-8，前油压缓冲器4-9，后油压缓冲器4-10，油压缓冲器触碰板4-11，焊接支架5，支架5-1，横梁5-2，焊接框架 5-3，门5-4，焊接装置6，焊接装置固定板6-1，竖向移动板6-2，升降电机6-3，带抱闸旋转电机6-4，转轴6-5，L型安装板6-6，导柱6-7，焊接气缸6-8，焊枪6-9，同步带张紧装置6-10，同步带轮6-11，抱箍6-12，脚轮7，高度调整脚撑7-1，万向轮7-2，型材外罩8，型材框架8-1，把手8-2，窗8-3，入口板8-4，出口板8-5，阀体9，阀体拨杆9-1。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：本实施例中用于中口相贯线的自动焊接装置，包括工作台1，工作台1上纵向平行安装了两条纵向移动导轨2-1，纵向移动导轨2-1之间纵向安装了丝杆模组2-3，纵向移动导轨2-1和丝杆模组2-3上安装了移动台2，移动台板2-2上横向平行安装了两条横向移动导轨2-5，两条横向移动导轨2-5之间横向安装了滚珠丝杆副2-4，滚珠丝杆副2-4 和横向移动导轨2-5上安装了横向移动板3-6，横向移动板3-6上安装了定位夹紧机构3，在工作台1的前端安装了翻转机构4，在工作台的正上方安装了焊接机构6，焊接机构6安装于横梁5-2上并通过焊接支架5支撑于焊接框架5-3上，用于中口相贯线的自动焊接装置还包括型材罩8，型材罩8安装于工作台1上，工作台1下方安装了焊接框架5-3，焊接框架5-3下安装了脚轮7。

请阅览图1和图2，用于中口相贯线的自动焊接装置包括型材罩8、焊接支架5和脚轮 7。型材罩8安装于工作台1上，型材罩8包括型材框架8-1，型材框架8-1的前后安装了可开合的窗8-3和把手8-2，以方便维修和调试，型材框架8-1前端安装了入口板8-4，以方便阀体放入，型材框架8-1后端安装了出口板8-5，以方便阀体放入；焊接支架5中的焊接框架5-3安装于工作台1下方，焊接框架5-3前端安装了可开合的门5-4，门5-4内可以安装电器元器件及气动元件；焊接框架5-3下安装了4个脚轮7，万向轮7-2方便移动，高度调整脚撑7-1可调整用于中口相贯线的自动焊接装置的高度以更好的与其他设备衔接，并使设备固定。

请阅览图6和图7，用于中口相贯线的自动焊接装置包括工作台1和移动台2。工作台 1上纵向平行安装了两条纵向移动导轨2-1，纵向移动导轨2-1之间纵向安装了丝杆模组 2-3，纵向移动导轨2-1和丝杆模组2-3上安装了移动台2；移动台2包括移动台板2-2，移动台板2-2上横向平行安装了两条横向移动导轨2-5，两条横向移动导轨2-5之间横向安装了滚珠丝杆副2-4，滚珠丝杆副2-4端部安装了驱动电机2-6，滚珠丝杆副2-4和横向移动导轨2-5上安装了定位夹紧机构3；定位夹紧机构3包括横向移动板3-6，横向移动板3-6 前后两边安装了V型块3-1，外端上设有端部V型块3-5，V型块3-1上放置阀体9，端部V 型块3-5上放置阀体拨杆9-1，V型块3-1旁安装了旋转夹紧气缸3-4，旋转夹紧气缸3-4 上安装了连接杆3-3，连接杆3-3上安装了V型压块3-2，通过控制旋转夹紧气缸3-4使得 V型压块3-2夹紧阀体；横向移动板3-6下方安装有传感器触动块2-10，工作台板2-2侧边，感器触动块2-10的下方安装了传感器2-9，两个传感器2-9对移动台2起到保护作用； V型块侧边安装有型材布线槽2-11，移动台板2-2侧边安装有拖链2-8，线槽2-11和拖链 2-8对气管及电线其保护作用使得整体更加美观。

请阅览图8和图3，用于中口相贯线的自动焊接装置包括翻转机构4。翻转机构4和定位夹紧机构3配合运行，翻转机构4安装于工作台1上。翻转机构4包括气动手指4-4，气动手指4-4固定于纵向安装杆4-3上，纵向安装杆4-3于转动杆4-2连接，转动杆4-2连接于主动轴4-5上，主动轴4-5固定于轴承座4-1上，主动轴4-5上固定了齿轮4-6，气动手指4-4夹紧阀体拨杆9-1，推拉气缸4-8推动齿条4-7向前移动，带动气动手指4-4翻转过90度，使阀体9转过90度，齿条4-7上安装了油压缓冲器触碰板4-11，并在齿条4-7 前后安装了前油压缓冲器4-9和后油压缓冲器4-10，对推拉气缸4-8起到保护作用。

请阅览图9和图10，用于中口相贯线的自动焊接装置包括焊接装置6。焊接装置6包括安装在横梁5-2上的焊接装置固定板6-1，焊接装置固定板6-1上安装有竖向移动板6-2，升降电机6-3通过同步带轮6-11带动竖向移动板6-2上下移动，焊接装置固定板6-1背面安装了同步带张紧装置6-10调节同步带的松紧程度，竖向移动板6-2上安装有带抱闸旋转电机6-4，带抱闸旋转电机6-4连接转轴6-5，转轴6-5的下端安装有横向设置的L型安装板6-6，L型安装板6-6的中间固定在转轴6-5上，L型安装板6-6的底部安装有横向移动的导柱6-7，L型安装板6-6上安装有驱动导柱6-7移动的焊接气缸6-8，导柱6-7的外端安装有抱箍6-12，抱箍6-12连接焊枪6-9，抱箍6-12可以调整焊枪6-9的角度，通过控制焊接气缸6-8得到引弧和断弧。

请阅览图3、图4和图5，用于中口相贯线的自动焊接装置焊接过程如图。如图3将阀体9放置于定位夹紧装置3上放置阀体(可由人、机械手、或者其他机构完成)，通过翻转机构4将阀体转过90度，旋转夹紧气缸3-4夹紧阀体9；如图4丝杆电机2-6带动丝杆螺母副2-4运行，将定位夹紧装置3移动到焊接装置6的正下方；焊接完成后移动到末端如图5，将阀体9取出(放置阀体可由人、机械手、或者其他机构完成)。

本实用新型实施后，不但为输气管线、石油化工等提供高品质的配套阀门，替代进口，对环境保护具有重大的社会效益和现实意义；而且将带动相关产业的发展和促进当地经济的繁荣，经济效益可观。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。