CN116532836A - 一种多工位自动焊接装置及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多工位自动焊接装置及其焊接方法，包括支撑平台、驱动机构、环焊机构、托轮机构、直焊机构和直焊支撑机构。所述驱动机构固定设置在支撑平台纵向的端部上方，托轮机构固定设置在支撑平台上方。焊枪固定夹紧机构设置有若干个，焊枪固定夹紧机构均依次设置在支撑平台相同一侧的横向端部处，直焊机构固定设置在支撑平台另一侧的横向端部处。直焊支撑机构固定设置在驱动机构与托轮机构之间的支撑平台上方。本发明能够实现对较长传送辊的环焊自动焊接工作，并且能够对轴向长度小于传送辊的管状工件进行直缝自动焊接工作，将环焊与直焊功能优化组合，在保障焊接工作质量的同时有效提升工作效率，且保障了工作人员作业的安全性。

Description

一种多工位自动焊接装置及其焊接方法

技术领域

本发明涉及机械焊接领域，特别是一种多工位自动焊接装置及其焊接方法。

背景技术

现有炼钢生产所需钢带传送辊的焊接工作中，在少量辊面法兰需要通过手工焊接时，由于单个传送辊轴向长度较长，涉及的辊面法兰数量较多，焊接部分无法实现连续作业，同时焊接质量无法得到保障，操作人员在进行焊接工作时需要不断调整法兰面位置，单手滚动的同时进行焊接工作，焊接质量无法保障的同时工作安全性较低，严重制约生产效率，且工作人员需要长时间保持焊接动作，劳动强度大，从而明显影响了现场安全和产品质量。

现需要一种多工位自动焊接装置及其焊接方法，能够实现对较长传送辊的环焊自动焊接工作，并且能够对轴向长度小于传送辊的管状工件进行直缝自动焊接工作，将环焊与直焊功能优化组合，在保障焊接工作质量的同时有效提升工作效率，且保障了工作人员作业的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种多工位自动焊接装置及其焊接方法，该多工位自动焊接装置及其焊接方法能够实现对较长传送辊的环焊自动焊接工作，并且能够对轴向长度小于传送辊的管状工件进行直缝自动焊接工作，将环焊与直焊功能优化组合，在保障焊接工作质量的同时有效提升工作效率，且保障了工作人员作业的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种多工位自动焊接装置，包括支撑平台、驱动机构、环焊机构、托轮机构、直焊机构和直焊支撑机构。

所述驱动机构固定设置在支撑平台纵向的端部上方，托轮机构固定设置在支撑平台上方。

传送辊一端固定设置在驱动机构上，另一端放置在托轮机构的上方。

环焊机构包括焊枪固定夹紧机构，焊枪固定夹紧机构设置有若干个，焊枪固定夹紧机构均依次设置在支撑平台相同一侧的横向端部处，直焊机构固定设置在支撑平台另一侧的横向端部处。

直焊支撑机构固定设置在驱动机构与托轮机构之间的支撑平台上方。

所述焊枪固定夹紧机构包括固定底座、L型转动单元、紧固螺栓和焊枪固定座。

固定底座均设置在支撑平台同一侧的横向端部上，L型转动单元转动设置在固定底座的上方。

L型转动单元包括竖直端、延伸端与竖直接头，竖直端为L型转动单元中的短边，延伸端为L型转动单元中的长边，竖直端与延伸端之间的夹角为90°，延伸端水平设置，延伸端的一端下方竖直连接设置有竖直端，延伸端的另一端竖直连接设置有竖直接头。

L型转动单元共设置有n级；其中：n≥2；L型转动单元之间依次转动连接。

一级L型转动单元转动设置在固定底座上方，一级L型转动单元的竖直端与固定底座转动连接。

n级L型转动单元转动设置在n-1级L型转动单元上方，n级L型转动单元中的竖直端竖直插设在n-1级L型转动单元的竖直接头中，对应竖直端与竖直接头之间通过紧固螺栓固定。

焊枪固定座下端竖直插设在n级固定座竖直接头中，焊枪固定座与n级固定座竖直接头通过紧固螺栓固定，焊枪水平架设在焊枪固定座上方。

所述直焊机构包括直焊滑轨、滑轨支座和焊枪调整机构。

滑轨支座设置有若干个，滑轨支座均依次固定设置在支撑平台相同一侧的横向端部处，直焊滑轨水平设置在若干滑轨支座上端，直焊滑轨与支撑平台的纵向相互平行。

焊枪调整机构包括焊枪滑动车、滑动轮和横向调整轨道。

焊枪滑动车的四个角点下方分别设置有一个滑动轮，滑动轮设置在直焊滑轨上方，横向调整轨道设置在焊枪滑动车上端，横向调整轨道与直焊滑轨相互垂直，焊枪架设在横向调整轨道上方。

所述直焊支撑机构包括支撑底座、调整底座和调整辊。

所述支撑底座固定设置在支撑平台上方，四个调整底座分别设置在支撑底座横向端部上方，调整底座与支撑底座滑动连接，支撑底座每个横向端部上方均设置有两个调整底座，调整底座相对支撑底座的滑动方向与支撑平台的纵向相互平行。

每个调整底座上方均转动设置有一个调整辊，四个调整辊的轴线均与支撑平台的纵向相互平行，同侧两个调整底座上方设置的两个调整辊的轴线共线。

所述驱动机构包括主轴箱和卡盘，主轴箱固定设置在支撑平台上方，卡盘同轴水平设置在主轴箱上。

主轴箱用于驱动传送辊进行变频正反向的转动工作。

所述托轮机构包括托轮底座和从动辊。

托轮底座固定设置在支撑平台上方，从动辊设置有两个，两个从动辊分别设置在托轮底座横向的两个端部上方，两个从动辊用于支撑传送辊的一侧端部。

所述支撑平台包括驱动机构安装座、托轮机构安装座和调整螺孔。

驱动机构安装座固定设置在支撑平台纵向的端部上方，主轴箱与驱动机构安装座螺栓连接。

托轮机构安装座设置有若干个，若干个托轮机构安装座均沿支撑平台纵向间隔设置在支撑平台上方，托轮底座与托轮机构安装座螺栓连接。

调整螺孔布设在驱动机构安装座与托轮机构安装座之间的支撑平台上方，支撑底座通过调整螺孔与支撑平台螺栓连接。

一种多工位自动焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：

步骤1、环焊工件装夹，具体包括以下步骤：

步骤1A、托轮机构水平位置确定：令焊接加工的传动辊长度为l₁，令卡盘至从动辊远端沿支撑平台纵向的距离为l₂，根据l₁的长度选择托轮机构所安装的托轮机构安装座，使得传动辊端部放置在该处托轮机构上方时，应满足30mm≤l₁-l₂≤50mm。

步骤1B、托轮机构竖直高度确定：当焊接加工的传动辊的直径为卡盘能够夹持的最大直径时，此时托轮机构设置在托轮机构安装座上方时，在卡盘对传动辊夹持后，传动辊能够正好贴合在托轮机构的两个从动辊上方。

当传动辊的直径小于最大直径时，应在托轮机构与托轮机构安装座之间设置垫板，提升从动辊的支撑高度，使得传动辊能够正好贴合在托轮机构的两个从动辊上方。

步骤1C、传动辊装夹：根据步骤1A与步骤1B所确定托轮机构的水平安装位置与竖直安装高度对托轮机构进行安装，随后将传送辊竖直吊装至驱动机构与托轮机构上方，在传送辊的一端贴合至托轮机构的两个从动辊上方时停止竖直吊装工作，随后沿支撑平台纵向方向水平吊装传送辊，使得传送辊另一端***卡盘中，并对传送辊进行夹持工作，最后松开对传送辊的吊装，完成环焊工件的装夹工作。

步骤2、环焊焊缝对准，具体包括以下步骤：

步骤2A、焊枪高度调整：确认传动辊上方所需进行焊接的焊缝对应焊点高度，调整焊枪固定座高度，使得焊枪焊头高度与焊点高度保持一致，随后旋紧紧固螺栓，使得焊枪固定座高度相对竖直接头保持不变。

步骤2B、焊枪位置调整：确认传动辊上方所需进行焊接的焊缝数量，每个焊缝选取距离最近的焊枪固定夹紧机构进行焊接工作，转动调整每个焊枪固定夹紧机构上的L型转动单元，使得每个焊枪均能对准对应焊点。

步骤3、环焊工作进行，首先设定传送辊所需的转向与转速，打开焊枪的同时驱动机构驱动传送辊开始转动，焊枪持续对传送辊的焊缝进行焊接工作，当焊枪完成一整圈的焊缝焊接后关闭焊枪，且停止驱动辊对传送辊的驱动转动工作，焊缝的焊接光滑度要求焊面高低差小于2mm。

步骤4、环焊工作结束，首先转动调整每个焊枪固定夹紧机构上的L型转动单元，使得每个焊枪均离开传送辊竖直上方的位置，再将吊装用具装配到传送辊上，松开卡座对传送辊的夹持后即将传送辊竖直向上吊离焊接工作区域。

一种多工位自动焊接装置的焊接方法，还包括以下步骤：

步骤5、直焊工件设置，具体包括以下步骤：

步骤5A、直焊支撑机构水平位置确定：根据所需焊接的管状工件的轴向长度确定采用的直焊支撑机构中调整辊座之间的最大距离与共计使用直焊支撑机构数量，令所需焊接的管状工件的轴向长度为l₃，令若干直焊支撑机构沿支撑平台纵向相距最远的两个调整辊外端之间的距离为l₄，应满足：100mm≤l₃-l₄≤500mm。

步骤5B、直焊支撑机构竖直高度确定：当所需焊接的管状工件的直径为直焊支撑机构能够支撑的最大直径时，此时将所需焊接的管状工件设置在直焊支撑机构上方时，位于焊枪调整机构上方的焊枪焊头高度与所需焊接管状工件的圆柱面最上端高度相同。

当所需焊接的管状工件的直径小于最大直径时，应在支撑底座与支撑平台之间设置垫板，从而提升所需焊接的管状工件竖直高度，使得焊枪焊头高度与所需焊接管状工件的圆柱面最上端高度相同。

步骤5C、焊接件设置，根据步骤5A和步骤5B将直焊支撑机构固定安装在支撑平台上方，将所需焊接的管状工件设置在直焊支撑机构的调整辊上方，通过调整辊与所需焊接的管状工件的相对滚动工作，将所需焊接的管状工件的焊缝调整到其圆柱面最上端的位置处。

步骤6、直焊焊缝对准，在焊枪调整机构沿直焊滑轨推至直焊工作的轴向起始端位置后，将焊枪沿横向调整轨道滑动，使得焊枪焊头对准所需焊接的管状工件的焊缝起始位置。

步骤7、直焊工作进行，首先设定焊枪调整机构在直焊滑轨上方的移动速度，开启焊枪持续对焊缝进行焊接工作，当焊枪焊头运动至焊缝结束点后，关闭焊枪。

步骤8、直焊工作结束，在焊枪沿横向调整轨道滑动远离所需焊接的管状工件的上方后，将焊接后的管状工件取下，完成直焊工作。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明能够提供一种针对较长传送辊的自动焊接装置，可以有效对单个传送辊上设置的多个辊面法兰进行同步焊接工作，并且基于此环焊结构能够将直焊功能与其优化结合，对于轴向长度小于传送辊的管状工件能够进行直缝自动焊接工作，使得本装置的适用性更高，能够快速高效处理得到炼钢工作中所需的焊接工件。

2.本发明能够实现环焊与直焊工作进行自动焊接工作，从而代替工作人员一只手持焊枪另一只手调整焊接工件的焊接方法，针对同条辊上所需焊接的多条焊缝能够进行同步环焊，保证焊接质量的同时提升了焊接效率，并且本多工位自动焊接装置能够适配较大尺寸范围内的焊接工件，适应性良好。

3.本发明提供的多工位自动焊接装置所涉及的机构其结构原理简单，组成结构均为实际生产中便于获得的现有工件，便于工作人员实时装配，以起到临时组装并高效率高质量作业的效果。

附图说明

图1是本发明一种多工位自动焊接装置的结构示意图一。

图2显示了本发明的结构示意图二。

图3显示了本发明的正视示意图。

图4显示了本发明的侧视示意图。

图5显示了本发明中焊枪固定机构的结构示意图。

图6显示了本发明中直焊支撑机构的结构示意图。

其中有：

1.支撑平台；

11.驱动机构安装座；12.托轮机构安装座；13.调整螺孔；

2.驱动机构；

21.主轴箱；22.卡盘；

3.环焊机构；

30.焊枪固定机构；

31.紧固螺栓；32.固定底座；33.L型转动单元；331.竖直端；332.延伸端；333.竖直接头；34.焊枪固定座；

4.托轮机构；

41.托轮底座；42.从动辊；

5.直焊机构；

51.直焊滑轨；52.滑轨底座；53.焊枪调整机构；531.焊枪滑动车；532.滑动轮；533.横向调整轨道；

6.直焊支撑机构；

61.支撑底座；62.调整辊座；63.调整辊；

7.传送辊。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度，因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案，并不限制本发明的保护范围。

如图所示，一种多工位自动焊接装置，主要包括支撑平台1、驱动机构2、环焊机构3、托轮机构4、直焊机构5和直焊支撑机构6。

驱动机构固定设置在支撑平台纵向的端部上方，托轮机构固定设置在支撑平台上方。其中所需焊接的传送辊7一端固定设置在驱动机构上，另一端放置在托轮机构的上方。驱动机构用于对传送辊的一端进行夹持固定的同时驱动传送辊进行转动工作，托轮机构用于对转动中传送辊的另一端起到托举作用。支撑平台为本装置的底座结构，支撑平台用于承载支撑本装置的其余工作部分，并且支撑平台能够为本装置的其余工作部分提供纵向直线方向的基准工作。

驱动机构包括主轴箱21和卡盘22，主轴箱固定设置在支撑平台上方，卡盘同轴水平设置在主轴箱上。主轴箱用于驱动传送辊进行变频正反向的转动工作，能够适应各种焊接加工要求。托轮机构主要包括托轮底座和从动辊。托轮底座固定设置在支撑平台上方，从动辊设置有两个，两个从动辊分别设置在托轮底座横向的两个端部上方，两个从动辊用于支撑传送辊的一侧端部。

环焊机构主要包括焊枪固定夹紧机构30，焊枪固定夹紧机构设置有若干个，焊枪固定夹紧机构均依次设置在支撑平台相同一侧的横向端部处，焊枪固定夹紧机构用于对所夹持焊枪进行多自由度的调整紧固工作。相应的，直焊机构固定设置在支撑平台另一侧的横向端部处。直焊支撑机构固定设置在驱动机构与托轮机构之间的支撑平台上方，直焊支撑机构用于对所需进行直焊工作的工件进行支撑调整工作。

焊枪固定夹紧机构包括固定底座32、L型转动单元33、紧固螺栓31和焊枪固定座34。固定底座均设置在支撑平台同一侧的横向端部上，L型转动单元转动设置在固定底座的上方。L型转动单元包括竖直端331、延伸端332与竖直接头333，竖直端为L型转动单元中的短边，延伸端为L型转动单元中的长边，竖直端与延伸端之间的夹角优选为90°，延伸端为水平设置，延伸端的一端下方竖直连接设置有竖直端，延伸端的另一端竖直连接设置有竖直接头。L型转动单元中的竖直端主要用于与竖直接头进行插设装配，并且为单个L型转动单元提供一定的竖直高度；L型转动单元中的延伸端长度较长，主要用于为L型转动单元提供较长的水平延伸距离，使得L型转动单元在水平平面内的摆动幅度增大，能够使L型转动单元适配轴向不同间距焊缝的焊接设计方案，适配性较好。

L型转动单元共设置有n级；其中：n≥2。本实施例中，n的取值为2。L型转动单元之间依次转动连接。其中一级L型转动单元转动设置在固定底座上方，一级L型转动单元的竖直端与固定底座转动连接。二级L型转动单元转动设置在一级L型转动单元上方，二级L型转动单元中的竖直端竖直插设在一级L型转动单元的竖直接头中，对应竖直端与竖直接头之间通过紧固螺栓固定。

焊枪固定座的下端竖直插设在二级固定座竖直接头中，焊枪固定座与n级固定座竖直接头通过紧固螺栓固定，从而使得焊枪固定座能够相对竖直接头相对转动，从而带动焊枪固定座上方水平架设的焊枪进行一定角度的调整，保证焊枪枪头以合适的角度对准焊缝。

本发明中的直焊机构包括直焊滑轨51、滑轨支座52和焊枪调整机构53。滑轨支座设置有若干个，滑轨支座均依次固定设置在支撑平台相同一侧的横向端部处，直焊滑轨水平设置在若干滑轨支座上端，直焊滑轨与支撑平台的纵向相互平行。本实施例中的直焊滑轨优选设置为两条平行布设的角钢刚才，角钢的两个端点处均贴合水平的滑轨支座水平上表面上方，角钢的拐角处为直焊滑轨的顶端位置，提供直角的装配角度便于后续机构装配，同时直焊滑轨的取材为施工现场车间易获得的材料，便于工作人员进行取材与加工装配的工作。

焊枪调整机构包括焊枪滑动车531、滑动轮532和横向调整轨道533。焊枪滑动车的四个角点下方分别设置有一个滑动轮，滑动轮设置在直焊滑轨上方，滑动轮处设置有配合直焊滑轨滑动的凹槽，保证焊枪滑动车在直焊滑轨上方滑动时的稳定性。横向调整轨道设置在焊枪滑动车上端，横向调整轨道与直焊滑轨相互垂直，焊枪架设在横向调整轨道上方，焊枪能够在横向调整轨道上进行横向滑动，从而便于焊枪枪头对准直焊焊缝。

直焊支撑机构包括支撑底座61、调整底座62和调整辊63。支撑底座固定设置在支撑平台上方，四个调整底座分别设置在支撑底座横向端部上方，调整底座与支撑底座滑动连接，支撑底座每个横向端部上方均设置有两个调整底座，调整底座相对支撑底座的滑动方向与支撑平台的纵向相互平行。因此位于同侧的调整底座之间的距离能够通过调整底座的滑动调整，从而适配不同轴向长度的直焊工作件。当直焊工作件过长时，可优选设置有若干个支撑底座，若干沿支撑平台纵向共线设置的支撑底座共同的支撑作用能够适应较长的直焊工作件。每个调整底座上方均转动设置有一个调整辊，四个调整辊的轴线均与支撑平台的纵向相互平行，同侧两个调整底座上方设置的两个调整辊的轴线共线，调整辊能够使得直焊工作件能够在调整辊的支持下进行滚动，从而将直焊焊缝调整至合适位置。

支撑平台还设置有驱动机构安装座11、托轮机构安装座12和调整螺孔13。驱动机构安装座固定设置在支撑平台纵向的端部上方，主轴箱与驱动机构安装座螺栓连接。当驱动机构的横向宽度较大时，此时驱动机构安装座能够与其进行配合安装，且支撑平台的横向宽度可以略小于驱动机构安装座的横向宽度，对于纵向长度较长的支撑平台，适当减小支撑平台的横向宽度能够有效节约装置整体用料。

其中托轮机构安装座设置有若干个，若干个托轮机构安装座均沿支撑平台纵向间隔设置在支撑平台上方，托轮底座与托轮机构安装座螺栓连接。若干个托轮机构能够有效适配不同长度的传动辊。

调整螺孔布设在驱动机构安装座与托轮机构安装座之间的支撑平台上方，支撑底座通过调整螺孔与支撑平台螺栓连接。

基于上述多工位自动焊接装置的一种多工位自动焊接装置的焊接方法，具体包括以下步骤：

步骤1、环焊工件装夹，具体包括以下步骤：

步骤1A、托轮机构水平位置确定：令焊接加工的传动辊长度为l₁，令卡盘至从动辊远端沿支撑平台纵向的距离为l₂，根据l₁的长度选择托轮机构所安装的托轮机构安装座，使得传动辊端部放置在该处托轮机构上方时，应满足30mm≤l₁-l₂≤50mm，使得传动辊能够受到稳定的支撑作用。其中为保证托轮机构的支撑工作能够满足上述装配长度范围区间条件，托轮机构安装座应根据传动辊的装配长度进行预先设置。

步骤1B、托轮机构竖直高度确定：当焊接加工的传动辊的直径为卡盘能够夹持的最大直径时，此时托轮机构设置在托轮机构安装座上方时，在卡盘对传动辊夹持后，传动辊能够正好贴合在托轮机构的两个从动辊上方。

当传动辊的直径小于最大直径时，应在托轮机构与托轮机构安装座之间设置垫板，提升从动辊的支撑高度，使得传动辊能够正好贴合在托轮机构的两个从动辊上方。

步骤1C、传动辊装夹：根据步骤1A与步骤1B所确定托轮机构的水平安装位置与竖直安装高度对托轮机构进行安装，随后将传送辊竖直吊装至驱动机构与托轮机构上方，在传送辊的一端贴合至托轮机构的两个从动辊上方时停止竖直吊装工作，随后沿支撑平台纵向方向水平吊装传送辊，使得传送辊另一端***卡盘中，并对传送辊进行夹持工作，最后松开对传送辊的吊装，完成环焊工件的装夹工作。

步骤2、环焊焊缝对准，具体包括以下步骤：

步骤2A、焊枪高度调整：确认传动辊上方所需进行焊接的焊缝对应焊点高度，调整焊枪固定座高度，使得焊枪焊头高度与焊点高度保持一致，随后旋紧紧固螺栓，使得焊枪固定座高度相对竖直接头保持不变。

步骤2B、焊枪位置调整：确认传动辊上方所需进行焊接的焊缝数量，每个焊缝选取距离最近的焊枪固定夹紧机构进行焊接工作，转动调整每个焊枪固定夹紧机构上的L型转动单元，使得每个焊枪均能对准对应焊点。

步骤3、环焊工作进行，首先设定传送辊所需的转向与转速，打开焊枪的同时驱动机构驱动传送辊开始转动，焊枪持续对传送辊的焊缝进行焊接工作，当焊枪完成一整圈的焊缝焊接后关闭焊枪，且停止驱动辊对传送辊的驱动转动工作，焊缝的焊接光滑度要求焊面高低差小于2mm。

步骤4、环焊工作结束，首先转动调整每个焊枪固定夹紧机构上的L型转动单元，使得每个焊枪均离开传送辊竖直上方的位置，再将吊装用具装配到传送辊上，松开卡座对传送辊的夹持后即将传送辊竖直向上吊离焊接工作区域。

一种多工位自动焊接装置的焊接方法，还包括以下步骤：

步骤5、直焊工件设置，具体包括以下步骤：

步骤5A、直焊支撑机构水平位置确定：根据所需焊接的管状工件的轴向长度确定采用的直焊支撑机构中调整辊座之间的最大距离与共计使用直焊支撑机构数量，令所需焊接的管状工件的轴向长度为l₃，令若干直焊支撑机构沿支撑平台纵向相距最远的两个调整辊外端之间的距离为l₄，应满足：100mm≤l₃-l₄≤500mm，使得直焊焊接件能够受到直焊支撑机构的稳定支撑作用。

步骤5B、直焊支撑机构竖直高度确定：当所需焊接的管状工件的直径为直焊支撑机构能够支撑的最大直径时，此时将所需焊接的管状工件设置在直焊支撑机构上方时，位于焊枪调整机构上方的焊枪焊头高度与所需焊接管状工件的圆柱面最上端高度相同。

当所需焊接的管状工件的直径小于最大直径时，应在支撑底座与支撑平台之间设置垫板，从而提升所需焊接的管状工件竖直高度，使得焊枪焊头高度与所需焊接管状工件的圆柱面最上端高度相同。

步骤5C、焊接件设置，根据步骤5A和步骤5B将直焊支撑机构固定安装在支撑平台上方，将所需焊接的管状工件设置在直焊支撑机构的调整辊上方，通过调整辊与所需焊接的管状工件的相对滚动工作，将所需焊接的管状工件的焊缝调整到其圆柱面最上端的位置处。

步骤6、直焊焊缝对准，在焊枪调整机构沿直焊滑轨推至直焊工作的轴向起始端位置后，将焊枪沿横向调整轨道滑动，使得焊枪焊头对准所需焊接的管状工件的焊缝起始位置。

步骤7、直焊工作进行，首先设定焊枪调整机构在直焊滑轨上方的移动速度，开启焊枪持续对焊缝进行焊接工作，当焊枪焊头运动至焊缝结束点后，关闭焊枪。

步骤8、直焊工作结束，在焊枪沿横向调整轨道滑动远离所需焊接的管状工件的上方后，将焊接后的管状工件取下，完成直焊工作。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多工位自动焊接装置，其特征在于：包括支撑平台、驱动机构、环焊机构、托轮机构、直焊机构和直焊支撑机构；

所述驱动机构固定设置在支撑平台纵向的端部上方，托轮机构固定设置在支撑平台上方；

传送辊一端固定设置在驱动机构上，另一端放置在托轮机构的上方；

环焊机构包括焊枪固定夹紧机构，焊枪固定夹紧机构设置有若干个，焊枪固定夹紧机构均依次设置在支撑平台相同一侧的横向端部处，直焊机构固定设置在支撑平台另一侧的横向端部处；

直焊支撑机构固定设置在驱动机构与托轮机构之间的支撑平台上方。

2.根据权利要求1所述的多工位自动焊接装置，其特征在于：所述焊枪固定夹紧机构包括固定底座、L型转动单元、紧固螺栓和焊枪固定座；

固定底座均设置在支撑平台同一侧的横向端部上，L型转动单元转动设置在固定底座的上方；L型转动单元包括竖直端、延伸端与竖直接头，竖直端为L型转动单元中的短边，延伸端为L型转动单元中的长边，竖直端与延伸端之间的夹角为90°，延伸端水平设置，延伸端的一端下方竖直连接设置有竖直端，延伸端的另一端竖直连接设置有竖直接头；

L型转动单元共设置有n级；其中：n≥2；L型转动单元之间依次转动连接；

一级L型转动单元转动设置在固定底座上方，一级L型转动单元的竖直端与固定底座转动连接；

n级L型转动单元转动设置在n-1级L型转动单元上方，n级L型转动单元中的竖直端竖直插设在n-1级L型转动单元的竖直接头中，对应竖直端与竖直接头之间通过紧固螺栓固定；焊枪固定座下端竖直插设在n级固定座竖直接头中，焊枪固定座与n级固定座竖直接头通过紧固螺栓固定，焊枪水平架设在焊枪固定座上方。

3.根据权利要求1所述的多工位自动焊接装置，其特征在于：所述直焊机构包括直焊滑轨、滑轨支座和焊枪调整机构；

滑轨支座设置有若干个，滑轨支座均依次固定设置在支撑平台相同一侧的横向端部处，直焊滑轨水平设置在若干滑轨支座上端，直焊滑轨与支撑平台的纵向相互平行；

焊枪调整机构包括焊枪滑动车、滑动轮和横向调整轨道；

焊枪滑动车的四个角点下方分别设置有一个滑动轮，滑动轮设置在直焊滑轨上方，横向调整轨道设置在焊枪滑动车上端，横向调整轨道与直焊滑轨相互垂直，焊枪架设在横向调整轨道上方。

4.根据权利要求1所述的多工位自动焊接装置，其特征在于：所述直焊支撑机构包括支撑底座、调整底座和调整辊；

所述支撑底座固定设置在支撑平台上方，四个调整底座分别设置在支撑底座横向端部上方，调整底座与支撑底座滑动连接，支撑底座每个横向端部上方均设置有两个调整底座，调整底座相对支撑底座的滑动方向与支撑平台的纵向相互平行；

每个调整底座上方均转动设置有一个调整辊，四个调整辊的轴线均与支撑平台的纵向相互平行，同侧两个调整底座上方设置的两个调整辊的轴线共线。

5.根据权利要求1所述的多工位自动焊接装置，其特征在于：所述驱动机构包括主轴箱和卡盘，主轴箱固定设置在支撑平台上方，卡盘同轴水平设置在主轴箱上；

主轴箱用于驱动传送辊进行变频正反向的转动工作。

所述托轮机构包括托轮底座和从动辊；

托轮底座固定设置在支撑平台上方，从动辊设置有两个，两个从动辊分别设置在托轮底座横向的两个端部上方，两个从动辊用于支撑传送辊的一侧端部。

6.根据权利要求4或5所述的多工位自动焊接装置，其特征在于：所述支撑平台包括驱动机构安装座、托轮机构安装座和调整螺孔；

驱动机构安装座固定设置在支撑平台纵向的端部上方，主轴箱与驱动机构安装座螺栓连接；托轮机构安装座设置有若干个，若干个托轮机构安装座均沿支撑平台纵向间隔设置在支撑平台上方，托轮底座与托轮机构安装座螺栓连接；

调整螺孔布设在驱动机构安装座与托轮机构安装座之间的支撑平台上方，支撑底座通过调整螺孔与支撑平台螺栓连接。

7.一种基于权利要求1至6任一所述的一种多工位自动焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、环焊工件装夹，具体包括以下步骤：

步骤1A、托轮机构水平位置确定：令焊接加工的传动辊长度为l₁，令卡盘至从动辊远端沿支撑平台纵向的距离为l₂，根据l₁的长度选择托轮机构所安装的托轮机构安装座，使得传动辊端部放置在该处托轮机构上方时，应满足30mm≤l₁-l₂≤50mm；

步骤1B、托轮机构竖直高度确定：当焊接加工的传动辊的直径为卡盘能够夹持的最大直径时，此时托轮机构设置在托轮机构安装座上方时，在卡盘对传动辊夹持后，传动辊能够正好贴合在托轮机构的两个从动辊上方；

当传动辊的直径小于最大直径时，应在托轮机构与托轮机构安装座之间设置垫板，提升从动辊的支撑高度，使得传动辊能够正好贴合在托轮机构的两个从动辊上方；

步骤1C、传动辊装夹：根据步骤1A与步骤1B所确定托轮机构的水平安装位置与竖直安装高度对托轮机构进行安装，随后将传送辊竖直吊装至驱动机构与托轮机构上方，在传送辊的一端贴合至托轮机构的两个从动辊上方时停止竖直吊装工作，随后沿支撑平台纵向方向水平吊装传送辊，使得传送辊另一端***卡盘中，并对传送辊进行夹持工作，最后松开对传送辊的吊装，完成环焊工件的装夹工作；

步骤2、环焊焊缝对准，具体包括以下步骤：

步骤2A、焊枪高度调整：确认传动辊上方所需进行焊接的焊缝对应焊点高度，调整焊枪固定座高度，使得焊枪焊头高度与焊点高度保持一致，随后旋紧紧固螺栓，使得焊枪固定座高度相对竖直接头保持不变；

步骤2B、焊枪位置调整：确认传动辊上方所需进行焊接的焊缝数量，每个焊缝选取距离最近的焊枪固定夹紧机构进行焊接工作，转动调整每个焊枪固定夹紧机构上的L型转动单元，使得每个焊枪均能对准对应焊点；

步骤3、环焊工作进行，首先设定传送辊所需的转向与转速，打开焊枪的同时驱动机构驱动传送辊开始转动，焊枪持续对传送辊的焊缝进行焊接工作，当焊枪完成一整圈的焊缝焊接后关闭焊枪，且停止驱动辊对传送辊的驱动转动工作，焊缝的焊接光滑度要求焊面高低差小于2mm；

步骤4、环焊工作结束，首先转动调整每个焊枪固定夹紧机构上的L型转动单元，使得每个焊枪均离开传送辊竖直上方的位置，再将吊装用具装配到传送辊上，松开卡座对传送辊的夹持后即将传送辊竖直向上吊离焊接工作区域。

8.根据权利要求1所述的多工位自动焊接装置的焊接方法，其特征在于：还包括以下步骤：

步骤5、直焊工件设置，具体包括以下步骤：

步骤5A、直焊支撑机构水平位置确定：根据所需焊接的管状工件的轴向长度确定采用的直焊支撑机构中调整辊座之间的最大距离与共计使用直焊支撑机构数量，令所需焊接的管状工件的轴向长度为l₃，令若干直焊支撑机构沿支撑平台纵向相距最远的两个调整辊外端之间的距离为l₄，应满足：100mm≤l₃-l₄≤500mm；

步骤5B、直焊支撑机构竖直高度确定：当所需焊接的管状工件的直径为直焊支撑机构能够支撑的最大直径时，此时将所需焊接的管状工件设置在直焊支撑机构上方时，位于焊枪调整机构上方的焊枪焊头高度与所需焊接管状工件的圆柱面最上端高度相同；

当所需焊接的管状工件的直径小于最大直径时，应在支撑底座与支撑平台之间设置垫板，从而提升所需焊接的管状工件竖直高度，使得焊枪焊头高度与所需焊接管状工件的圆柱面最上端高度相同；

步骤5C、焊接件设置，根据步骤5A和步骤5B将直焊支撑机构固定安装在支撑平台上方，将所需焊接的管状工件设置在直焊支撑机构的调整辊上方，通过调整辊与所需焊接的管状工件的相对滚动工作，将所需焊接的管状工件的焊缝调整到其圆柱面最上端的位置处；

步骤6、直焊焊缝对准，在焊枪调整机构沿直焊滑轨推至直焊工作的轴向起始端位置后，将焊枪沿横向调整轨道滑动，使得焊枪焊头对准所需焊接的管状工件的焊缝起始位置；

步骤7、直焊工作进行，首先设定焊枪调整机构在直焊滑轨上方的移动速度，开启焊枪持续对焊缝进行焊接工作，当焊枪焊头运动至焊缝结束点后，关闭焊枪；

步骤8、直焊工作结束，在焊枪沿横向调整轨道滑动远离所需焊接的管状工件的上方后，将焊接后的管状工件取下，完成直焊工作。