一种人孔加工自动辅助智能定位工装的制作方法

1.本发明涉及人孔加工焊接结构技术领域，具体为一种人孔加工自动辅助智能定位工装。


背景技术：

2.人孔井焊接件是一种常用的压力容器配件，其是由法兰和筒体组装焊接后形成的组件焊接。例如在大型的储油罐、储液罐和储气管上常连接有人孔井焊接件。
3.现有技术中人孔井焊接件的制作，是将采用钢板卷制成有拼缝的筒体，筒体的拼缝采用点焊进行焊接，焊接后再与法兰进行组装点焊，然后进行筒体与法兰之间筒体焊接。
4.在专利号为cn201910484290.4的专利文献公开了一种人孔井焊接件的制作工艺，包括钢板下料、钢板卷制、采用防变形定位工装进行筒体内壁加固、筒体焊接、拆去防变形定位工装、法兰加工、组装、总体焊接等工艺步骤；其中，所述防变形定位工装包括通过螺旋顶紧机构顶压在筒体内壁且沿筒体内壁圆周方向均布的四个弧形定位块，所述的四个弧形定位块的弧形面与所述筒体的内壁相接触。
5.但是，上述的技术方案公开的人孔井焊接件的制作工艺，存在圆筒的拼缝无法精准定位，且在焊接过程在圆筒，法兰盘均出现变形的技术问题。


技术实现要素：

6.针对以上问题，本发明提供了一种人孔加工自动辅助智能定位工装，通过利用定位机构中的内支撑组件与外包覆组件对圆筒进行夹紧，使得圆筒卷成标准的筒体，且利用承载台上的楔形块对拼缝进行定位，使得焊接机构之间对圆筒上的拼缝进行焊接，且焊接后直接将法兰盘与圆筒进行点焊接固定，解决了人孔焊接过程中错位变形的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种人孔加工自动辅助智能定位工装，包括：
9.承载台，所述承载台设置于焊接仓内，该承载台上下升降设置，且该承载台承载人孔的圆筒；
10.载料台，所述载料台设置于所述承载台的正下方，该载料台上下升降设置，且该载料台吸附承载人孔的法兰盘；
11.定位机构，所述定位机构安装于所述承载台的正上方，该定位机构夹紧所述圆筒，且该定位机构包括内支撑组件、外包覆组件及驱动组件，所述内支撑组件支撑所述圆筒的内壁，所述外包覆组件包裹所述圆筒的外壁，所述驱动组件同步驱动所述内支撑组件及所述外包覆组件运转；以及
12.焊接机构，所述焊接机构安装于所述承载台的下端面，该焊接机构用于焊接所述圆筒的拼缝同时，用于焊接所述圆筒与所述法兰盘。
13.作为改进，所述承载台上开设有通孔，该通孔供由所述定位机构夹紧的圆筒穿过。
14.作为改进，所述通孔处设置有整形套，该整形套内壁上均布有若干转动设置的整
形柱。
15.作为改进，所述整形柱倾斜设置，且该整形柱的外侧壁包裹有橡胶套。
16.作为改进，所述承载台上端面安装有对所述圆筒上的拼缝进行收口导向的楔形块。
17.作为改进，所述载料台升降带动所述承载台同步升降，且所述载料台与所述承载台之间设置有弹性支撑件。
18.作为改进，所述内支撑组件包括：
19.安装架，所述安装架穿入所述圆筒的内圈；
20.内支撑臂，若干的所述内支撑臂绕所述安装架的中轴线圆周等距设置，该内支撑臂滑动安装于所述安装架上，且该内支撑臂与所述圆筒的内壁呈仿形设置；
21.第一丝杆，所述第一丝杆穿设于所述安装架上，且该第一丝杆与对应的所述内支撑臂弹性连接；
22.第一丝杆螺母，所述第一丝杆螺母转动安装于所述安装架上，该第一丝杆螺母与对应的所述第一丝杆配合；以及
23.第一锥齿轮，所述第一锥齿轮套设于对应的所述第一丝杆螺母上。
24.作为改进，所述外包覆组件包括：
25.外包覆臂，若干的所述外包覆臂绕所述安装架的中轴线圆周等距设置，该外包覆臂滑动安装于所述安装架上，且该外包覆臂与所述圆筒的外壁呈仿形设置；
26.第二丝杆，所述第二丝杆穿设于所述安装架上，且该第二丝杆与对应的所述外包覆臂弹性连接；
27.第二丝杆螺母，所述第二丝杆螺母转动安装于所述安装架上，该第二丝杆螺母与对应的所述第二丝杆配合；以及
28.第二锥齿轮，所述第二锥齿轮套设于对应的所述第二丝杆螺母上。
29.作为改进，所述驱动组件包括：
30.升降气缸，所述升降气缸带动所述安装架升降设置；
31.驱动电机，所述驱动电机带动竖直设置的转轴旋转，该转轴通过皮带传动组带动主动齿轮旋转；
32.从动齿轮，所述从动齿轮安装于所述安装架顶部，该从动齿轮对所述安装架升降设置，且该从动齿轮与所述主动齿轮配合带动安装于所述安装架上的从动轴旋转；
33.第一主动锥齿轮，所述第一主动锥齿轮套设于所述从动轴的下端部，该第一主动锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合设置；以及
34.第二主动锥齿轮，所述第二主动锥齿轮套设于所述从动轴的上，该第二主动锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合设置。
35.作为改进，所述焊接机构包括：
36.第一焊枪，所述第一焊枪位于所述楔形块的正下方，该第一焊枪对所述拼缝进行焊接；以及
37.第二焊枪，若干的所述第二焊枪沿所述承载台的周向等距排列设置，该第二焊枪对所述圆筒与所述法兰盘进行点焊接固定。
38.本发明的有益效果在于：
39.(1)本发明通过利用定位机构中的内支撑组件与外包覆组件对圆筒进行夹紧，使得圆筒卷成标准的筒体，且利用承载台上的楔形块对拼缝进行定位，使得焊接机构之间对圆筒上的拼缝进行焊接，且焊接后直接将法兰盘与圆筒进行点焊接固定，解决了人孔焊接过程中错位变形的技术问题；
40.(2)本发明通过利用内支撑组件对圆筒的内壁进行支撑，同步用外包覆组件对圆筒的外壁进包覆，内外夹紧将圆筒的拼缝进行对接，使得圆筒成型为设计要求的筒体，之后由焊接机构进行电焊固定后，再进行条焊成型；
41.(3)本发明通过整形套对圆筒在进行拼缝焊接过程中，对焊接部位进行固定支撑，避免高温使得圆筒局部发生变形，保证焊接成型质量；
42.(4)本发明通过拼缝完成点焊接的圆筒穿过通孔与法兰盘进行对接，使得圆筒与法兰盘组装完成进行点焊接，使得法兰盘与圆筒完成连接工作后，法兰盘带动圆筒穿过通孔，完成拼缝全部的条焊。
43.综上所述，本发明具有定位准确、焊接成型精确等优点，尤其适用于人孔结构焊接定位技术领域。
附图说明
44.图1为本发明立体结构示意图；
45.图2为本发明剖视结构示意图一；
46.图3为本发明承载台俯视结构示意图；
47.图4为本发明承载台立体结构示意图；
48.图5为本发明剖视结构示意图二；
49.图6为本发明局部结构示意图二；
50.图7为本发明定位机构断裂结构示意图一；
51.图8为本发明外包裹臂立体结构示意图；
52.图9为本发明定位机构断裂结构示意图二；
53.图10为本发明内支撑臂立体结构示意图。
具体实施方式
54.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
55.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
56.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
57.实施例：
58.如图1至图10所示，一种人孔加工自动辅助智能定位工装，包括：
59.承载台1，所述承载台1设置于焊接仓10内，该承载台1上下升降设置，且该承载台1承载人孔的圆筒101；
60.载料台2，所述载料台2设置于所述承载台1的正下方，该载料台2上下升降设置，且该载料台2吸附承载人孔的法兰盘102；
61.定位机构3，所述定位机构3安装于所述承载台1的正上方，该定位机构3夹紧所述圆筒101，且该定位机构3包括内支撑组件31、外包覆组件32及驱动组件33，所述内支撑组件31支撑所述圆筒101的内壁，所述外包覆组件32包裹所述圆筒101的外壁，所述驱动组件33同步驱动所述内支撑组件31及所述外包覆组件32运转；以及
62.焊接机构4，所述焊接机构4安装于所述承载台1的下端面，该焊接机构4用于焊接所述圆筒101的拼缝103同时，用于焊接所述圆筒101与所述法兰盘102。
63.其中，所述承载台1上开设有通孔11，该通孔11供由所述定位机构3夹紧的圆筒101穿过。
64.并且，所述通孔11处设置有整形套12，该整形套12内壁上均布有若干转动设置的整形柱13。
65.进一步的，所述整形柱13倾斜设置，且该整形柱13的外侧壁包裹有橡胶套。
66.作为一种优选的实施方式，所述承载台1上端面安装有对所述圆筒101上的拼缝103进行收口导向的楔形块14。
67.进一步的，所述载料台2升降带动所述承载台1同步升降，且所述载料台2与所述承载台1之间设置有弹性支撑件21。
68.作为一种优选的实施方式，所述内支撑组件31包括：
69.安装架311，所述安装架311穿入所述圆筒101的内圈；
70.内支撑臂312，若干的所述内支撑臂312绕所述安装架311的中轴线圆周等距设置，该内支撑臂312滑动安装于所述安装架311上，且该内支撑臂312与所述圆筒101的内壁呈仿形设置；
71.第一丝杆313，所述第一丝杆313穿设于所述安装架311上，且该第一丝杆313与对应的所述内支撑臂312连接；
72.第一丝杆螺母314，所述第一丝杆螺母314转动安装于所述安装架311上，该第一丝杆螺母314与对应的所述第一丝杆313配合；以及
73.第一锥齿轮315，所述第一锥齿轮315套设于对应的所述第一丝杆螺母314上。
74.其中，所述外包覆组件32包括：
75.外包覆臂321，若干的所述外包覆臂321绕所述安装架311的中轴线圆周等距设置，该外包覆臂321滑动安装于所述安装架311上，且该外包覆臂321与所述圆筒101的外壁呈仿形设置；
76.第二丝杆322，所述第二丝杆322穿设于所述安装架311上，且该第二丝杆322与对应的所述外包覆臂321连接；
77.第二丝杆螺母323，所述第二丝杆螺母323转动安装于所述安装架311上，该第二丝杆螺母323与对应的所述第二丝杆322配合；以及
78.第二锥齿轮324，所述第二锥齿轮324套设于对应的所述第二丝杆螺母323上。
79.进一步的，所述驱动组件33包括：
80.升降气缸331，所述升降气缸331带动所述安装架311升降设置；
81.驱动电机332，所述驱动电机332带动竖直设置的转轴333旋转，该转轴333通过皮带传动组带动主动齿轮334旋转；
82.从动齿轮335，所述从动齿轮335安装于所述安装架311顶部，该从动齿轮335对所述安装架311升降设置，且该从动齿轮335与所述主动齿轮334配合带动安装于所述安装架311上的从动轴336旋转；
83.第一主动锥齿轮337，所述第一主动锥齿轮337套设于所述从动轴336的下端部，该第一主动锥齿轮337与所述第一锥齿轮315啮合设置；以及
84.第二主动锥齿轮338，所述第二主动锥齿轮338套设于所述从动轴336的上，该第二主动锥齿轮338与所述第二锥齿轮324啮合设置。
85.此外，所述焊接机构4包括：
86.第一焊枪41，所述第一焊枪41位于所述楔形块14的正下方，该第一焊枪41对所述拼缝103进行焊接；以及
87.第二焊枪42，若干的所述第二焊枪沿所述承载台1的周向等距排列设置，该第二焊枪42对所述圆筒101与所述法兰盘102进行点焊接固定。
88.需要说明的是，将圆筒101置于承载台1上，由于圆筒101拼缝的103的存在，此时的圆筒101无法完全形成规则的圆筒形筒体，拼缝103处会向外形变，使得圆筒101的形状变得不规则，因此，此时的圆筒101并不会从通孔11穿过，也能置于承载台1上，并且，拼缝103正好卡在楔形块14上。
89.同步的将法兰盘102置于载料台2上，由载料台2通过电磁吸附的方式，将法兰盘102吸附在载料台2上，且法兰盘102与通孔11刚好同心设置。
90.之后，升降气缸331带动安装架311伸入到圆筒101的内圈内，驱动电机332启动，带动内支撑臂312向外伸出的同时，外包覆臂321同步向内收缩，使得圆筒101逐步收缩，直至被内支撑臂312与外包覆臂321夹紧，同时，依靠楔形块14的导向，刚好使得拼缝103完成拼接成型。
91.与此同时的，载料台2通过下部设置的丝杆单元22及皮带传动单元23与转轴333传动连接，载料台2不断的向上抬升，在载料台2抬升的过程中，使得承载台1随弹性支撑件21的压缩，也向上抬升，而此时，圆筒101已经被夹紧固定，刚好与通孔11同心设置，且通孔11刚好供圆筒101穿过，安装于承载台1下部的第一焊枪41对拼缝103进行点焊接后，沿着拼缝自下向上进行条焊。
92.而在法兰盘102与圆筒101完成对接后，第二焊枪42对法兰盘102与圆筒101进行点焊接，使得法兰盘与圆筒101进行固定连接，之后个各机构复位，在复位过程中，法兰盘102带着圆筒101向下移动，第一焊枪41对圆筒上部101未完成条焊的拼缝继续进行焊接。
93.需要强调的是，在载料台2上升的后期，内支撑臂312与外包覆臂321已经将圆筒101夹紧，此时，内支撑臂312与外包覆臂321不动，而内支撑臂312与外包覆臂321上的第一
丝杆313与第二丝杆332依靠事先设置的弹性伸缩件进行弹性调节，使得内支撑臂312与外包覆臂321不会出现干涉。
94.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。