CN111451601B - 一种用于弯曲型管件自动旋转焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，包括支撑机构、设置在支撑机构上的拉杆组件以及设置在拉杆组件与支撑机构之间的旋转定位机构；旋转定位机构包括设置在支撑机构上的支座、转动连接在支座上的旋转组件、设置在支撑机构上且用于驱动旋转组件转动的驱动组件以及设置在旋转组件上的管件定心组件，且管件定心组件的定位中心与旋转组件的中心位于同一中轴线上；该装置使用可靠，操作便捷，根据航空发动机复杂空间弯曲型的特点，设计特定的旋转定位机构，对航空发动机复杂空间弯曲型和不同直径管路焊接时管路能够自动旋转，实现手工氩弧焊处于平焊位置且起收弧次数为一次，有效的提高了焊接效果。

Description

一种用于弯曲型管件自动旋转焊接装置

技术领域

本发明涉及航空发动机零组件制造技术领域，具体涉及一种用于弯曲型管件自动旋转焊接装置。

背景技术

发动机外部管路零件较多，管路结构复杂，大部分管路均为空间曲线型，很难实现自动焊。管与管接头需要手工焊接，管路焊接结构的直径Φ6mm-Φ72mm不等，管壁厚度为1mm，焊缝均需要单面焊双面成型，背面焊缝需要控制余高保证管路内部通球顺利进行。管与管结构焊接采用氩弧焊，由于没有合适的焊接工装，焊接只能采用多段焊，焊接接头多，焊缝起收弧处容易出现缺陷，致使焊接合格率底。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，以解决现有发动机的复杂空间弯曲型管件焊接性能差的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，包括支撑机构、设置在支撑机构上的拉杆组件以及设置在拉杆组件与支撑机构之间的旋转定位机构；

旋转定位机构包括设置在支撑机构上的支座、转动连接在支座上的旋转组件、设置在支撑机构上且用于驱动旋转组件转动的驱动组件以及设置在旋转组件上的管件定心组件，且管件定心组件的定位中心与旋转组件的中心位于同一中轴线上。

采用上述技术方案的有益效果为：该装置使用可靠，操作便捷，根据航空发动机复杂空间弯曲型的特点，通过管件定心组件对不同管径的复杂管件进行可靠夹持定位，夹持稳定可靠，并通过旋转组件带动夹持定位后的管件自动旋转，进而通过焊接机对管件进行旋转周向焊接，实现不同规格弯曲管件的可靠焊接，同时在该种方式下，焊工侧只有待焊焊缝及管接头，不影响焊工操作，使用性能好，手工氩弧焊处于平焊位置且起收弧次数为一次，有效的提高了焊接效果，焊缝成形美观，减少了零件废品率，大大降低了生产成本。

进一步，旋转组件包括设置在支座上的挡板、设置在挡板上的固定轴以及通过轴承连接在固定轴上的旋转齿轮，拉杆组件连接在挡板与支撑机构之间，管件定心组件设置在所述旋转齿轮上，且管件定心组件的定位中心与旋转齿轮的中心位于同一中轴线上，旋转齿轮与驱动组件配合连接。

采用上述技术方案的有益效果为：挡板为旋转齿轮提供可靠固定支撑，通过轴承便于旋转齿轮与固定轴之间的相对转动，转动顺畅。旋转齿轮在驱动组件的驱动作用下旋转，进而带动管件定心组件随之旋转，从而对夹持在管件定心组件上的管件自动旋转，有效的提高管件的焊接性能。

进一步，驱动组件包括设置在支撑机构上的安装板、设置在安装板上的伺服电机、与所述伺服电机通信连接的调速器以及设置在伺服电机输出轴上的主齿轮，主齿轮与旋转齿轮相啮合，且安装板上设置有用于控制伺服电机和调速器启停的电源开关。

采用上述技术方案的有益效果为：安装板为伺服电机提供可靠支撑，且减少在伺服电机工作过程中产生的振动对焊接性能的影响。通过伺服电机与调速器配合，实现无极调速，从而控制主齿轮转动的速率，在主齿轮的速率控制下进而控制旋转齿轮的转动速率调节，通过对速率的调节保证在实际加工中对不同管件进行焊接时的焊接可靠性及焊接效果。

进一步，管件定心组件包括分别设置在所述支撑机构上且关于旋转齿轮中心对称的固定座、设置在固定座上的调节块、配合连接在调节块内且沿所述调节块轴向运动的调节杆以及设置在调节杆端部的夹持块，夹持块上开设有用于夹持管件的夹持槽，且夹持块设置在调节杆靠近旋转齿轮中心的端部上。

采用上述技术方案的有益效果为：固定座为定心组件提供可靠固定支撑，调节杆作为调节驱动件，在该调节杆的作用下带动夹持块运动，进而调节两个夹持块之间的距离，满足不同直径管件的夹持需要，通过夹持槽对管件的周向限位，提高对管件的夹持定位可靠性，进而避免由于夹持不可靠产生滑脱而造成的焊接效果差。

进一步，调节杆外壁设置有螺旋齿，调节块内部设置有与螺旋齿相配合的螺旋槽。

采用上述技术方案的有益效果为：通过螺旋齿与螺旋槽配合，实现调节杆在调节块内的移动，只需通过顺时针或逆时针转动调节杆即可实现位移调节，操作便捷，稳定可靠，且其螺旋齿与螺旋槽配合具有自锁性能，保证对管件的可靠夹持定位，避免在转动焊接过程中的滑脱。

进一步，夹持槽呈V型结构。

采用上述技术方案的有益效果为：通过V型结构，进一步的对管件进行周向定位，提高定位效果。

进一步，夹持槽大小与管件的外径相适配。

进一步，支撑机构包括具有预留空间的支撑底座以及设置在支撑底座顶端的支撑架，拉杆组件连接在支撑架与挡板之间，安装板设置在支撑底座上。

采用上述技术方案的有益效果为：通过支撑底座为装置提供可靠支撑，支撑架为拉杆组件的固定提供稳定支撑，预留空间的设置便于在焊接过程中管路中剩余的复杂弯曲部分旋转时无其他物体干涉，可靠稳定。

进一步，拉杆组件包括分别设置在支撑架顶端和挡板上的固定片以及铰接在两个固定片之间的拉杆。

采用上述技术方案的有益效果为：固定片铰接在拉杆的两端，通过铰接结构可便于调节拉杆的固定角度，进而调节旋转定位机构的位置，便于管件的焊接操作。

进一步，拉杆组件为两个，且关于旋转齿轮中心对称设置。

采用上述技术方案的有益效果为：通过位置的对称设置，使得旋转定位机构受到的拉杆的作用力一致，有助于提高装置整体的稳定性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中旋转定位机构结构示意图；

图3为图1中A-A示意图；

图4为本发明中管件定心组件结构示意图；

图1至图3中所示附图标记分别表示为：1-支撑机构，2-拉杆组件，3-旋转定位机构，30-支座，31-旋转组件，32-驱动组件，33-定心组件，310-挡板，311-固定轴，312-旋转齿轮，320-安装板，321-伺服电机，322-调速器，323-主齿轮，324-电源开关，330-固定座，331-调节块，332-调节杆，333-夹持块，334-夹持槽，10-预留空间，11-支撑底座，12-支撑架，20-固定片，21-拉杆，4-管件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，包括支撑机构1、设置在支撑机构1上的拉杆组件2以及设置在拉杆组件2与支撑机构1之间的旋转定位机构3。支撑机构1为装置整体提供可靠支撑，通过拉杆组件2对旋转定位机构3进行可靠定位，通过旋转定位机构3对管件进行定位及自动旋转，便于焊工对管件的可靠焊接。

如图2至图3所示，旋转定位机构3包括设置在支撑机构1上的支座30、转动连接在支座30上的旋转组件31、设置在支撑机构1上且用于驱动旋转组件31转动的驱动组件32以及设置在旋转组件31上的管件定心组件33，且管件定心组件33的定位中心与旋转组件31的中心位于同一中轴线上。驱动组件32为旋转组件31旋转操作提供动力，管件定心组件33用于对管件4进行夹持定位，保证在旋转组件31的旋转下也能随之旋转。

该装置使用可靠，操作便捷，根据航空发动机复杂空间弯曲型的特点，设计特定的旋转定位机构3，将管路固定在旋转定位机构3上夹持定位，实现不同规格的管件焊接，且焊工侧只有待焊焊缝及管接头，不影响焊工操作，使用性能好，焊接效果好。同时通过旋转定位机构3实现航空发动机复杂空间弯曲型和不同直径管路焊接时管路能够自动旋转，手工氩弧焊处于平焊位置且起收弧次数为一次，有效的提高了焊接效果。

在焊接过程中，根据管件的直径调节管件定心组件3中夹持块333的位置，进而将弯曲型管件稳定可靠的夹持在管件定心组件3上，完成弯曲型管件的安装定位。随后开启伺服电机321，驱动电机321产生动能带动主齿轮323转动，在主齿轮323的转动下带动旋转齿轮312转动，管件定心组件夹持3管件一同随旋转齿轮312转动，进而通过焊接机对管件进行转动周向焊接，焊接连续性好，平焊位置一次焊接即可完成，焊缝成形美观，减少了零件废品率，大大降低了生产成本。同时根据不同管件的实际焊接需要，通过调速器322调节伺服电机321的转速进而控制主齿轮323与旋转齿轮312的转动速度，更好的满足实际焊接条件。

旋转组件31包括设置在支座30上的挡板310、设置在挡板310上的固定轴311以及通过轴承连接在固定轴311上的旋转齿轮312，拉杆组件2连接在挡板310与支撑机构1之间，管件定心组件33设置在旋转齿轮312上，且管件定心组件33的定位中心与旋转齿轮312的中心位于同一中轴线上，旋转齿轮312与驱动组件32配合连接。挡板310为旋转齿轮312提供可靠固定支撑，通过轴承便于旋转齿轮312与固定轴311之间的相对转动，转动顺畅。旋转齿轮312在驱动组件32的驱动作用下旋转，进而带动管件定心组件33随之旋转，从而对夹持在管件定心组件33上的管件自动旋转，有效的提高管件的焊接性能。

驱动组件32包括设置在支撑机构1上的安装板320、设置在安装板320上的伺服电机321、与伺服电机321通信连接的调速器322以及设置在伺服电机321输出轴上的主齿轮323，主齿轮323与旋转齿轮312相啮合，且安装板320上设置有用于控制伺服电机321和调速器322启停的电源开关324。安装板320为伺服电机321提供可靠支撑，且减少在伺服电机321工作过程中产生的振动对焊接性能的影响。通过伺服电机321与调速器322配合，实现无极调速，从而控制主齿轮323转动的速率，在主齿轮323的速率控制下进而控制旋转齿轮312的转动速率调节，通过对速率的调节保证在实际加工中对不同管件进行焊接时的焊接可靠性及焊接效果。

如图4所示，管件定心组件33包括分别设置在支撑机构1上且关于旋转齿轮312中心对称的固定座330、设置在固定座330上的调节块331、配合连接在调节块331内且沿调节块331轴向运动的调节杆332以及设置在调节杆332端部的夹持块333，夹持块333上开设有用于夹持管件的夹持槽334，且夹持块333设置在调节杆332靠近旋转齿轮312中心的端部上。固定座330为定心组件提供可靠固定支撑，调节杆332作为调节驱动件，在该调节杆332的作用下带动夹持块333运动，进而调节两个夹持块333之间的距离，满足不同直径管件的夹持需要，通过夹持槽334对管件的周向限位，提高对管件的夹持定位可靠性，进而避免由于夹持不可靠产生滑脱而造成的焊接效果差。

调节杆332外壁设置有螺旋齿，调节块331内部设置有与所述螺旋齿相配合的螺旋槽。通过螺旋齿与螺旋槽配合，实现调节杆332在调节块331内的移动，只需通过顺时针或逆时针转动调节杆332即可实现位移调节，操作便捷，稳定可靠，且其螺旋齿与螺旋槽配合具有自锁性能，保证对管件的可靠夹持定位，避免在转动焊接过程中的滑脱。

夹持槽334大小与管件的外径相适配，夹持槽334呈V型结构。通过V型结构，进一步的对管件进行周向定位，提高定位效果。

支撑机构1包括具有预留空间10的支撑底座11以及设置在支撑底座11顶端的支撑架12，拉杆组件2连接在支撑架12与挡板310之间，安装板320设置在支撑底座11上。通过支撑底座11为装置提供可靠支撑，支撑架12为拉杆组件2的固定提供稳定支撑，预留空间10的设置便于在焊接过程中管路中剩余的复杂弯曲部分旋转时无其他物体干涉，可靠稳定。

拉杆组件2包括分别设置在支撑架12顶端和挡板310上的固定片20以及铰接在两个固定片20之间的拉杆21。固定片20铰接在拉杆21的两端，通过铰接结构可便于调节拉杆21的固定角度，进而调节旋转定位机构3的位置，便于管件的焊接操作。

拉杆组件2为两个，且关于旋转齿轮312中心对称设置。通过位置的对称设置，使得旋转定位机构3受到的拉杆21的作用力一致，有助于提高装置整体的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，其特征在于，包括支撑机构（1）、设置在所述支撑机构（1）上的拉杆组件（2）以及设置在所述拉杆组件（2）与所述支撑机构（1）之间的旋转定位机构（3）；

所述旋转定位机构（3）包括设置在所述支撑机构（1）上的支座（30）、转动连接在所述支座（30）上的旋转组件（31）、设置在所述支撑机构（1）上且用于驱动所述旋转组件（31）转动的驱动组件（32）以及设置在所述旋转组件（31）上的管件定心组件（33），且所述管件定心组件（33）的定位中心与所述旋转组件（31）的中心位于同一中轴线上；

所述旋转组件（31）包括设置在所述支座（30）上的挡板（310）、设置在所述挡板（310）上的固定轴（311）以及通过轴承连接在所述固定轴（311）上的旋转齿轮（312），所述拉杆组件（2）连接在所述挡板（310）与所述支撑机构（1）之间，所述管件定心组件（33）设置在所述旋转齿轮（312）上，且管件定心组件（33）的定位中心与旋转齿轮（312）的中心位于同一中轴线上，且所述旋转齿轮（312）与所述驱动组件（32）配合连接；

所述支撑机构（1）包括具有预留空间（10）的支撑底座（11）以及设置在所述支撑底座（11）顶端的支撑架（12），所述拉杆组件（2）连接在所述支撑架（12）与所述挡板（310）之间；

所述拉杆组件（2）包括分别设置在所述支撑架（12）顶端和挡板（310）上的固定片（20）以及铰接在两个所述固定片（20）之间的拉杆（21）；

所述管件定心组件（33）包括分别设置在所述支撑机构（1）上且关于所述旋转齿轮（312）中心对称的固定座（330）、设置在所述固定座（330）上的调节块（331）、配合连接在所述调节块（331）内且沿所述调节块（331）轴向运动的调节杆（332）以及设置在所述调节杆（332）端部的夹持块（333），所述夹持块（333）上开设有用于夹持管件的夹持槽（334），且所述夹持块（333）设置在所述调节杆（332）靠近旋转齿轮（312）中心的端部上；

所述调节杆（332）外壁设置有螺旋齿，所述调节块（331）内部设置有与所述螺旋齿相配合的螺旋槽。

2.根据权利要求1所述的用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，其特征在于，所述驱动组件（32）包括设置在所述支撑机构（1）上的安装板（320）、设置在所述安装板（320）上的伺服电机（321）、与所述伺服电机（321）通信连接的调速器（322）以及设置在所述伺服电机（321）输出轴上的主齿轮（323），所述主齿轮（323）与所述旋转齿轮（312）相啮合，且所述安装板（320）上设置有用于控制伺服电机（321）和调速器（322）启停的电源开关（324）。

3.根据权利要求1所述的用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，其特征在于，所述夹持槽（334）呈V型结构。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，其特征在于，所述夹持槽（334）大小与管件的外径相适配。

5.根据权利要求4所述的用于弯曲型管件自动旋转焊接装置，其特征在于，所述拉杆组件（2）为两个，且关于所述旋转齿轮（312）中心对称设置。

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