CN116967641A - 铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置和焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置和焊接方法,包括固定座、底座、移动座和滚轮架机构,固定座和移动座分别通过回转电机和回转支承驱动筒节端夹具和封头端夹具旋转,移动座的底部配合安装横移机构,移动座通过横移机构作靠近或远离固定座的直线运动,底座的顶部配合安装有焊接机械臂,焊接机械臂设置有旋转机械臂,旋转机械臂的工作端由上至下依次配合安装有等离子焊接单元、打磨单元和氩弧焊焊接单元。通过设置焊接装置,采用全自动的生产方式代替人工,使得焊接无需依赖操作人员的技术水平,从而能够有效提高生产效率,降低人工成本;同时,本发明的焊接方法能够有效提高焊接精度,保证焊接质量,焊接后的产品一致好。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金罐车生产装备技术领域,尤其是一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置和焊接方法。
背景技术
铝合金粉罐车是一种粉类物料运输车,其所使用的铝合金罐体自重轻、残余率低,具有广阔的应用前景。在铝合金罐车生产过程中,对粉罐车罐体的封头和筒节、筒节和筒节之间的环缝焊接是一道必要工序。
现有技术中采用人工焊接的方式对罐体进行环焊缝焊接,包括打底焊接和焊接盖面两个步骤:首先通过两名操作人员分别在罐体内外使用氩弧焊焊枪同时对环焊缝进行打底焊接,随后在罐体外表面使用焊接专机对环焊缝外表面进行焊接盖面。人工方式生产效率低下,所需焊接时间长,操作人员的劳动强度较大;同时,环焊缝的焊接质量依赖于操作人员的技术水平,焊接质量无法得到保证。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点,提供一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置和焊接方法,通过设置等离子焊接单元、打磨单元和氩弧焊焊接单元,可以自动一次完成粉罐车罐体环焊缝的焊接,从而能够有效降低操作人员的劳动强度,提高生产效率,节省生产时间;同时,焊接过的焊缝一致性好且焊缝平整牢固,能够有效降低对操作人员技术水平的依赖,从而有效保证生产质量。
本发明所采用的技术方案如下:
一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,包括固定座、底座、移动座和滚轮架机构,固定座和移动座的内部均固定有回转电机,单个回转电机的输出端通过齿轮与回转支承配合安装,一个回转支承安装在固定座的外壁面上,同时端面上配合安装有筒节端夹具,另一个回转支承安装在移动座的外壁面上,同时端面上配合安装有封头端夹具;所述移动座的底部配合安装横移机构,移动座通过横移机构作靠近或远离固定座的直线运动,从而夹持多种长度的罐体分总成,横移机构的一旁安装有可升降的滚轮架机构;所述底座的顶部配合安装有焊接机械臂,所述焊接机械臂设置有可绕安装中心旋转的旋转机械臂,所述旋转机械臂的工作端由上至下依次配合安装有等离子焊接单元、打磨单元和氩弧焊焊接单元,等离子焊接单元对罐体分总成侧壁面上的环焊缝进行打底焊接,打磨单元对等离子焊接单元焊接后罐体分总成侧壁面上的环焊缝进行打磨,氩弧焊焊接单元对罐体分总成侧壁面上的环焊缝进行焊接盖面;所述筒节端夹具上设置有第一调节电机,所述第一调节电机驱动筒节端夹具沿竖直方向作上升或下降的直线运动,筒节端夹具上还设置有用于承托罐体分总成的辊轮;所述封头端夹具上设置有第二调节电机,所述第二调节电机驱动封头端夹具沿竖直方向作上升或下降的直线运动;工作时,筒节端夹具和封头端夹具同时夹持罐体分总成,并通过回转电机和回转支承带动罐体分总成旋转,从而使焊接机械臂焊接罐体分总成侧壁上的多条环焊缝。
作为上述技术方案的进一步改进:
焊接机械臂的结构为:包括旋转机械臂,所述旋转机械臂的顶部配合安装有第一填丝机,旋转机械臂的工作端配合安装有安装框,所述安装框的正面由上至下依次间隔安装有第一安装支架、第二安装支架和第三安装支架,第一安装支架的端头配合安装设置有斜面的斜面安装座,等离子焊接单元通过斜面安装座倾斜安装在第一安装支架的端头,第二安装支架的顶部配合安装有打磨单元,第三安装支架的顶部配合安装有氩弧焊焊接单元,安装框的背面配合安装第二填丝机;所述等离子焊接单元的结构为:包括固定在斜面安装座斜面上的第一滑台,所述第一滑台与第一导向块配合安装,第一导向块的顶部配合安装与第一滑台垂直布置的第二滑台,所述第二滑台与第二导向块配合安装,第二导向块的顶部配合安装有第一安装座,所述第一安装座的顶部配合安装有与斜面安装座斜面垂直布置的第三滑台,所述第三滑台与第三导向块配合安装,第三导向块的顶部配合安装有等离子焊枪,所述等离子焊枪通过第一送丝管与第一填丝机连接,第一安装座的顶部还配合安装有激光跟踪传感器和第一监控相机,所述激光跟踪传感器和第一监控相机位于等离子焊枪枪头的正上方;所述第一滑台驱动第一导向块带动第二滑台沿斜面安装座斜面的长度方向作往复直线运动,第二滑台驱动第二导向块带动第一安装座沿垂直于装座斜面长度方向作往复直线运动,第三滑台驱动第三导向块带动等离子焊枪沿垂直于斜面安装座斜面的方向作往复直线运动,从而使等离子焊枪焊接罐体分总成侧壁上的环焊缝;所述打磨单元的结构为:包括固定在第二安装支架顶部的第一X轴滑台,所述第一X轴滑台与第一X轴导向块配合安装,第一X轴导向块的顶部配合安装有与第一X轴滑台垂直布置的第一Y轴滑台,所述第一Y轴滑台与第一Y轴导向块配合安装,第一Y轴滑台的顶部通过第二安装座配合安装有打磨环焊缝的打磨头;所述第一X轴滑台驱动第一X轴导向块带动第一Y轴滑台沿垂直于第二安装支架长度方向作往复直线运动,第一Y轴滑台通过第一Y轴导向块带动打磨头沿第二安装支架的长度方向作往复直线运动,从而使打磨头打磨罐体分总成侧壁上的环焊缝;所述氩弧焊焊接单元的结构为:包括固定在第三安装支架顶部的第二X轴滑台,所述第二X轴滑台与第二X轴导向块配合安装,第二X轴导向块的顶部配合安装有与第二X轴滑台垂直布置的第二Y轴滑台,所述第二Y轴滑台与第二Y轴导向块配合安装,第二Y轴导向块的顶部配合安装有第三安装座,所述第三安装座的顶部配合安装有氩弧焊焊枪和第二监控相机,所述第二监控相机位于氩弧焊焊枪枪头的正上方,氩弧焊焊枪通过第二送丝管与第二填丝机连接;所述第二X轴滑台驱动第二X轴导向块带动第二Y轴滑台沿垂直于第三安装支架长度方向作往复直线运动,第二Y轴滑台通过第二Y轴导向块带动氩弧焊焊枪沿第三安装支架的长度方向作往复直线运动,从而使氩弧焊焊枪对罐体分总成侧壁上的环焊缝进行盖面。
所述筒节端夹具的结构为:包括与安装在固定座上的回转支承配合安装的第一连接板,所述第一连接板的正面配合安装有数个第一调节滑块,所述第一调节滑块与数条平行布置在第一连接架背面的第一调节滑轨配合安装,第一连接板的顶部固定第一调节电机,所述第一调节电机的输出端连接第一丝杆,所述第一丝杆的外圆周面上配合安装有第一连接座,所述第一连接座与第一连接架固定,第一调节电机通过第一丝杆驱动第一连接座沿第一丝杆作直线运动,从而带动第一连接架沿第一调节滑轨作直线运动;所述第一连接架的正面固定安装第一圆盘,所述第一圆盘的圆面上沿圆周均匀安装有数个涨块滑轨,单根涨块滑轨通过数个涨块滑块与涨块基座配合安装,涨块滑块安装在涨块基座的底部,单个涨块基座的顶部配合安装有内涨块组件,第一圆盘的正面同心设置有第二圆盘,所述第二圆盘的中部开有数个第一弧形槽,单个第一弧形槽内安装气缸安装座,每个气缸安装座均配合安装有旋转气缸,每个旋转气缸的输出端均与第二圆盘连接,第二圆盘沿圆周均匀布置有数个第二弧形槽,单个第二弧形槽内安装固定轴,单个固定轴与单个涨块基座对应安装,旋转气缸通过第一弧形槽带动第二圆盘旋转,从而使固定轴在第二弧形槽内滑动,进而转换成涨块组件沿第一圆盘的径向作直线运动;所述第一圆盘的圆面上沿圆周均匀安装有数个挡停块,所述挡停块沿径向伸出至第一圆盘的外部;所述第一圆盘的圆面上安装有对称布置的托架,单个托架内转动安装辊轮,两个辊轮用于转动支撑罐体分总成。
单个涨块组件的结构为:包括U型座,所述U型座通过平键与涨块基座配合安装,U型座的中部设置有数个螺纹孔,单个螺纹孔内安装销钉,所述销钉将U型座锁紧在涨块基座的顶部,U型座的外侧壁上对称安装有第一涨块组和第二涨块组;所述第一涨块组和第二涨块组与罐体分总成筒节内侧壁的形状对应,第一涨块组涨紧的罐体分总成的体积大于第二涨块组涨紧的罐体分总成的体积。
所述封头端夹具的结构为:包括与安装在移动座上的回转支承配合安装的第二连接板,所述第二连接板的正面固定安装第二连接架,所述第二连接架的底部固定第二调节电机,所述第二调节电机的输出端连接第二丝杆,所述第二丝杆的外圆周面上安装第二连接座,所述第二连接座与夹具安装座固定,第二连接架的正面配合安装数条平行布置的第二调节滑轨,单条第二调节滑轨配合安装第二调节滑块,所述第二调节滑块固定安装在夹具安装座的背面,第二调节电机通过第二丝杆驱动第二连接座沿第二丝杆的轴向作直线运动,从而带动夹具安装座沿第二调节滑轨作直线运动;所述夹具安装座的正面配合安装对称布置的仿形安装架,单个仿形安装架的两端头配合安装对称布置的仿形块,四个仿形块的工作面与罐体分总成封头的外侧壁形状对应;单个仿形安装架与夹具安装座之间通过夹紧滑轨和夹紧滑块配合安装,夹紧滑轨对称安装在夹具安装座的外侧壁上,夹紧滑块安装在仿形安装架上,夹具安装座的中部固定夹紧电机,所述夹紧电机的输出端连接对称布置的夹紧丝杆,单根夹紧丝杆的外圆周面上配合安装第三连接座,单个第三连接座与对应的单个仿形安装架连接,夹紧电机通过两根夹紧丝杆分别驱动两个第三连接座作相向或相离的直线运动,从而带动两个仿形安装架沿夹紧滑轨作相向或相离的直线运动,进而使仿形块将罐体分总成的封头夹紧或松开。
所述横移机构的结构为:包括横移基座,所述横移基座的顶部平行布置有数条横移滑轨,单条横移滑轨配合安装数个横移滑块,横移滑块的顶部安装移动座,所述移动座上固定横移电机,所述横移电机的输出端连接横移齿轮,所述横移齿轮与横移齿条啮合安装,横移齿条安装在横移基座的顶部,并且位于横移滑轨之间,横移电机通过横移齿轮和横移齿条驱动移动座沿横移滑轨作直线运动。
所述滚轮架机构的结构为:包括支撑座,所述支撑座的顶部固定安装举升电机,所述举升电机的输出端连接转向器,所述转向器通过对称布置的传动轴分别与两个升降机连接,单个升降机的顶部配合安装举升连接座,单个升降机的两旁对称安装导柱,举升电机通过转向器驱动两根传动轴同时旋转,从而通过两个升降机同时带动两个举升连接座作上升或下降的直线运动;两个举升连接座的顶部同时安装滚轮安装板,所述滚轮安装板的顶部安装有对称布置的滚轮安装座,单个滚轮安装座的外侧固定滚轮电机,单个滚轮电机的输出端穿过滚轮安装座的侧壁与安装在滚轮安装座内部的支撑滚轮连接,滚轮电机驱动支撑滚轮旋转,从而带动两个支撑滚轮之间的罐体分总成旋转。
所述底座的一旁安装有操作台、激光跟踪控制柜和等离子发生机构。
一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接方法,包括如下步骤:
S1.将罐体分总成放置到滚轮架机构和辊轮上;
S2.移动座通过横移机构带动封头端夹具靠近罐体分总成的封头;
S3.封头端夹具移动到位后,将罐体分总成的封头夹紧,随后筒节端夹具将罐体分总成的筒节端涨紧从而将罐体分总成夹紧;
S4.焊接机械臂靠近罐体分总成,并指向罐体分总成的封头与上筒节之间的环焊缝位置,随后滚轮架机构下降,两个回转电机通过两个回转支承分别驱动筒节端夹具和封头端夹具旋转从而带动罐体分总成旋转,焊接机械臂焊接罐体分总成封头与上筒节之间的环焊缝;
第一条环焊缝焊接完毕后,第一调节电机驱动筒节端夹具沿竖直方向下降,同时,第二调节电机驱动封头端夹具沿竖直方向下降,从而使罐体分总成上筒节与下筒节之间环焊缝的中心与筒节端夹具和封头端夹具的回转中心重合;
焊接机械臂靠近罐体分总成上筒节与下筒节之间的环焊缝位置,筒节端夹具和封头端夹具带动罐体分总成旋转,焊接机械臂焊接罐体分总成上筒节与下筒节之间的环焊缝;
S5.焊接完毕后,焊接机械臂回到原位,筒节端夹具和封头端夹具回转到原点位置,滚轮架机构上升支撑罐体分总成;
S6.随后将罐体分总成运输至下一工序。
所述焊接机械臂对罐体分总成上的一条环焊缝进行焊接时,包括如下步骤:
S4.1.旋转机械臂带动等离子焊接单元、打磨单元和氩弧焊焊接单元到达目标位置;
S4.2.调整等离子焊接单元到达起弧点;
S4.3.通过等离子焊接单元对罐体分总成进行等离子焊接,使等离子焊接单元在每个工作点延时指定时间从而将罐体分总成的环焊缝溶透;
S4.4调整打磨单元始终紧贴罐体分总成的环焊缝,当等离子焊接的环焊缝达到指定焊缝长度后,打磨单元对罐体分总成的环焊缝进行打磨;
S4.5.等离子焊接单元收弧填弧坑,等离子焊接完成;
S4.6.随后打磨单元停止打磨;
S4.7.等离子焊接完成前,使氩弧焊焊接单元调整到位,等离子焊接完成后氩弧焊焊接单元起焊;
S4.8.氩弧焊焊接单元对等离子焊接单元焊接的环焊缝进行盖面一周后,并与氩弧焊焊接单元的起焊点搭接10mm时,筒节端夹具和封头端夹具停止转动,氩弧焊焊接单元收弧填弧坑,焊接完成。
本发明的有益效果如下:
本发明结构紧凑、合理,操作方便,通过设置焊接装置,采用全自动的生产方式代替人工,使得焊接无需依赖操作人员的技术水平,从而能够有效提高生产效率,节省生产时间,降低人工成本;同时,提供一种焊接方法,其操作方便且具备跟踪反馈功能,从而能够有效提高焊接精度,保证焊接质量,焊接后的产品一致好。
本发明还具有如下优点:
(1)本发明中通过设置焊接机械臂,可以实现环焊缝自动焊接,其中等离子焊接单元进行焊接打底,打磨单元将等离子焊接后环焊缝表面的氧化物清除,氩弧焊焊接单元进行焊接盖面,能够保证焊缝平整牢固。
(2)本发明中通过设置筒节端夹具和封头端夹具,可以带动罐体分总成旋转,同时筒节端夹具和封头端夹具具备升降功能,能够使罐体分总成侧壁上不同的环焊缝回转中心始终与夹具的回转中心保持一致,从而保证焊接质量。
(3)本发明中通过设置可以快速拆卸更换的涨块组件和横移机构,使得焊接装置可以适用多种规格的罐体分总成,提高焊接装置的产品适应性。
(4)本发明中通过设置监控相机和激光跟踪传感器,对焊枪和打磨头的工作位置进行跟踪反馈,保证焊接精度,提高焊接质量。
(5)本发明中焊接装置结构紧凑,布局合理,占地面积小,对于安装环境要求不高。
(6)本发明中的焊接方法,设置合理,操作简单,通过采用等离子焊接与氩弧焊焊接相结合的焊接方式,能够有效提高焊接质量,保证铝合金粉罐车罐体的连接可靠性;同时,打磨头对等离子焊缝表面的氧化物进行打磨,进一步提高焊接质量,并能够保证焊缝平整牢固。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明中焊接工位的结构示意图。
图4为本发明中等离子焊接单元的结构示意图。
图5为本发明中等离子焊接单元的***图。
图6为本发明中打磨单元和氩弧焊焊接单元的结构示意图。
图7为本发明中固定夹持工位的主视图。
图8为本发明中筒节端夹具的结构示意图。
图9为图8中A处的局部放大图。
图10为图8的***图。
图11为本发明中移动夹持工位的主视图。
图12为本发明中移动夹持工位的侧视图。
图13为本发明中封头端夹具的结构示意图。
图14为图13的***图。
图15为本发明中滚轮架机构的结构示意图。
图16为本发明在工作状态时的示意图。
其中:1、固定座;2、筒节端夹具;3、焊接机械臂;4、底座;5、移动座;6、封头端夹具;7、回转支承;8、回转电机;9、横移机构;10、操作台;11、激光跟踪控制柜;12、滚轮架机构;13、等离子发生机构;14、罐体分总成;
201、第一连接板;202、第一调节滑块;203、第一调节滑轨;204、第一连接架;205、第一调节电机;206、第一连接座;207、第一圆盘;208、第二圆盘;209、涨块滑轨;210、涨块滑块;211、涨块基座;212、涨块组件;213、第一涨块组;214、第二涨块组;215、U型座;216、平键;217、销钉;218、第一弧形槽;219、旋转气缸;220、挡停块;221、托架;222、辊轮;223、第二弧形槽;224、固定轴;
301、旋转机械臂;302、安装框;303、第一安装支架;304、第二安装支架;305、第三安装支架;306、第一安装座;307、第一滑台;308、第二滑台;309、第三滑台;310、第一导向块;311、第二导向块;312、第三导向块;313、等离子焊枪;314、第一送丝管;315、激光跟踪传感器;316、第一监控相机;317、第一X轴滑台;318、第一Y轴滑台;319、第一X轴导向块;320、第一Y轴导向块;321、第二安装座;322、打磨头;323、第二X轴滑台;324、第二Y轴滑台;325、第二X轴导向块;326、第二Y轴导向块;327、第三安装座;328、氩弧焊焊枪;329、第二送丝管;330、第二监控相机;331、第一填丝机;332、第二填丝机;
601、第二连接板;602、第二调节滑块;603、第二调节滑轨;604、第二连接架;605、第二调节电机;606、第二连接座;607、夹具安装座;608、夹紧滑轨;609、夹紧滑块;610、夹紧电机;611、第三连接座;612、仿形安装架;613、仿形块;
901、横移基座;902、横移电机;903、横移滑轨;904、横移滑块;905、横移齿轮;906、横移齿条;
1201、支撑座;1202、举升电机;1203、传动轴;1204、升降机;1205、导柱;1206、举升连接座;1207、滚轮安装板;1208、滚轮电机;1209、支撑滚轮;1210、滚轮安装座;
1301、等离子电源;1302、等离子水冷机;1303、等离子发生器。
具体实施方式
下面结合附图,说明本发明的具体实施方式。
实施例一:
本实施例的结构和功能如下:
如图1-图16所示,本实施例的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,包括固定座1、底座4、移动座5和滚轮架机构12,固定座1和移动座5的内部均固定有回转电机8,单个回转电机8的输出端通过齿轮与回转支承7配合安装,一个回转支承7安装在固定座1的外壁面上,同时端面上配合安装有筒节端夹具2,另一个回转支承7安装在移动座5的外壁面上,同时端面上配合安装有封头端夹具6;移动座5的底部配合安装横移机构9,移动座5通过横移机构9作靠近或远离固定座1的直线运动,从而夹持多种长度的罐体分总成14,横移机构9的一旁安装有可升降的滚轮架机构12;底座4的顶部配合安装有焊接机械臂3,焊接机械臂3设置有可绕安装中心旋转的旋转机械臂301,旋转机械臂301的工作端由上至下依次配合安装有等离子焊接单元、打磨单元和氩弧焊焊接单元,等离子焊接单元对罐体分总成14侧壁面上的环焊缝进行打底焊接,打磨单元对等离子焊接单元焊接后罐体分总成14侧壁面上的环焊缝进行打磨,氩弧焊焊接单元对罐体分总成14侧壁面上的环焊缝进行焊接盖面;筒节端夹具2上设置有第一调节电机205,第一调节电机205驱动筒节端夹具2沿竖直方向作上升或下降的直线运动,筒节端夹具2上还设置有用于承托罐体分总成14的辊轮222;封头端夹具6上设置有第二调节电机605,第二调节电机605驱动封头端夹具6沿竖直方向作上升或下降的直线运动;工作时,筒节端夹具2和封头端夹具6同时夹持罐体分总成14,并通过回转电机8和回转支承7带动罐体分总成14旋转,从而使焊接机械臂3焊接罐体分总成14侧壁上的多条环焊缝。通过设置固定夹持工位和移动夹持工位,夹持罐体分总成14并带动其旋转,焊接机械臂3的位置相对固定,使罐体分总成14侧壁上的一条环焊缝绕筒节端夹具2和封头端夹具6的旋转中心旋转,从而完成一周旋转后即可完成一条环焊缝的焊接;滚轮架机构12与辊轮222用于支撑罐体分总成14上件和下件:上件时滚轮架机构12上升,与罐体分总成14接触并带动其旋转,以调整好工件角度;开始焊接工作时,滚轮架机构12下降,与罐体分总成14分离,从而保证罐体分总成14在由夹具带动旋转的过程中不与滚轮架机构12干涉。
固定夹持工位包括固定座1、筒节端夹具2、回转支承7和回转电机8,用于夹持罐体分总成14的筒节端;移动夹持工位包括移动座5、封头端夹具6、回转支承7、回转电机8和横移机构9,用于夹持罐体分总成14的封头端,同时移动座5能够通过横移机构9作水平直线运动,从而匹配多种长度的罐体分总成14。
焊接机械臂3的结构为:包括旋转机械臂301,旋转机械臂301的顶部配合安装有第一填丝机331,旋转机械臂301的工作端配合安装有安装框302,安装框302的正面由上至下依次间隔安装有第一安装支架303、第二安装支架304和第三安装支架305,第一安装支架303的端头配合安装设置有斜面的斜面安装座,等离子焊接单元通过斜面安装座倾斜安装在第一安装支架303的端头,第二安装支架304的顶部配合安装有打磨单元,第三安装支架305的顶部配合安装有氩弧焊焊接单元,安装框302的背面配合安装第二填丝机332。焊接机械臂3用于环焊缝焊接,等离子焊接单元用于焊接打底,打磨单元将等离子焊接后环焊缝表面的氧化物清除,氩弧焊焊接单元用于焊接盖面。
等离子焊接单元的结构为:包括固定在斜面安装座斜面上的第一滑台307,第一滑台307与第一导向块310配合安装,第一导向块310的顶部配合安装与第一滑台307垂直布置的第二滑台308,第二滑台308与第二导向块311配合安装,第二导向块311的顶部配合安装有第一安装座306,第一安装座306的顶部配合安装有与斜面安装座斜面垂直布置的第三滑台309,第三滑台309与第三导向块312配合安装,第三导向块312的顶部配合安装有等离子焊枪313,等离子焊枪313通过第一送丝管314与第一填丝机331连接,第一安装座306的顶部还配合安装有激光跟踪传感器315和第一监控相机316,激光跟踪传感器315和第一监控相机316位于等离子焊枪313枪头的正上方;第一滑台307驱动第一导向块310带动第二滑台308沿斜面安装座斜面的长度方向作往复直线运动,第二滑台308驱动第二导向块311带动第一安装座306沿垂直于装座斜面长度方向作往复直线运动,第三滑台309驱动第三导向块312带动等离子焊枪313沿垂直于斜面安装座斜面的方向作往复直线运动,从而使等离子焊枪313焊接罐体分总成14侧壁上的环焊缝。焊接过程中,通过激光跟踪传感器315自动跟踪环焊缝,将水平和竖直方向的偏差值传递给各方向滑台,自动补偿等离子焊枪313与环焊缝之间的偏差。
打磨单元的结构为:包括固定在第二安装支架304顶部的第一X轴滑台317,第一X轴滑台317与第一X轴导向块319配合安装,第一X轴导向块319的顶部配合安装有与第一X轴滑台317垂直布置的第一Y轴滑台318,第一Y轴滑台318与第一Y轴导向块320配合安装,第一Y轴滑台318的顶部通过第二安装座321配合安装有打磨环焊缝的打磨头322;第一X轴滑台317驱动第一X轴导向块319带动第一Y轴滑台318沿垂直于第二安装支架304长度方向作往复直线运动,第一Y轴滑台318通过第一Y轴导向块320带动打磨头322沿第二安装支架304的长度方向作往复直线运动,从而使打磨头322打磨罐体分总成14侧壁上的环焊缝。打磨头322通过浮动安装机构与第二安装座321配合安装,浮动安装机构的结构为:包括通过弹簧柱塞与第二安装座321配合安装的浮动座,浮动座上安装打磨头322,浮动座与第二安装座321之间还设置有浮动滑轨和浮动滑块,从而可以使打磨头322补偿环焊缝的表面形状误差;打磨头322的表面设置有钢丝刷,工作时需要使钢丝刷紧贴环焊缝,打磨头322连接外部气源,从而驱动其表面的钢丝刷旋转对环焊缝进行打磨;打磨头322工作过程中,第一X轴滑台317延时获取第一滑台307的位移参数,从而使打磨头322能够始终打磨到环焊缝上。
氩弧焊焊接单元的结构为:包括固定在第三安装支架305顶部的第二X轴滑台323,第二X轴滑台323与第二X轴导向块325配合安装,第二X轴导向块325的顶部配合安装有与第二X轴滑台323垂直布置的第二Y轴滑台324,第二Y轴滑台324与第二Y轴导向块326配合安装,第二Y轴导向块326的顶部配合安装有第三安装座327,第三安装座327的顶部配合安装有氩弧焊焊枪328和第二监控相机330,第二监控相机330位于氩弧焊焊枪328枪头的正上方,氩弧焊焊枪328通过第二送丝管329与第二填丝机332连接;第二X轴滑台323驱动第二X轴导向块325带动第二Y轴滑台324沿垂直于第三安装支架305长度方向作往复直线运动,第二Y轴滑台324通过第二Y轴导向块326带动氩弧焊焊枪328沿第三安装支架305的长度方向作往复直线运动,从而使氩弧焊焊枪328对罐体分总成14侧壁上的环焊缝进行盖面。工作过程中,第二X轴滑台323通过延时获取获取第一滑台307的位移参数,从而实现氩弧焊焊枪328与环焊缝X方向偏差的自动补偿,氩弧焊焊枪328与环焊缝的高度方向通过弧压跟踪自动调整。
第二安装支架304与第三安装支架305的长度方向与罐体分总成14的径向平行,垂直于罐体分总成14的轴向。
筒节端夹具2的结构为:包括与安装在固定座1上的回转支承7配合安装的第一连接板201,第一连接板201的正面配合安装有数个第一调节滑块202,第一调节滑块202与数条平行布置在第一连接架204背面的第一调节滑轨203配合安装,第一连接板201的顶部固定第一调节电机205,第一调节电机205的输出端连接第一丝杆,第一丝杆的外圆周面上配合安装有第一连接座206,第一连接座206与第一连接架204固定,第一调节电机205通过第一丝杆驱动第一连接座206沿第一丝杆作直线运动,从而带动第一连接架204沿第一调节滑轨203作直线运动;第一连接架204的正面固定安装第一圆盘207,第一圆盘207的圆面上沿圆周均匀安装有数个涨块滑轨209,单根涨块滑轨209通过数个涨块滑块210与涨块基座211配合安装,涨块滑块210安装在涨块基座211的底部,单个涨块基座211的顶部配合安装有内涨块组件212,第一圆盘207的正面同心设置有第二圆盘208,第二圆盘208的中部开有数个第一弧形槽218,单个第一弧形槽218内安装气缸安装座,每个气缸安装座均配合安装有旋转气缸219,每个旋转气缸219的输出端均与第二圆盘208连接,第二圆盘208沿圆周均匀布置有数个第二弧形槽223,单个第二弧形槽223内安装固定轴224,单个固定轴224与单个涨块基座211对应安装,旋转气缸219通过第一弧形槽218带动第二圆盘208旋转,从而使固定轴224在第二弧形槽223内滑动,进而转换成涨块组件212沿第一圆盘207的径向作直线运动;第一圆盘207的圆面上沿圆周均匀安装有数个挡停块220,挡停块220沿径向伸出至第一圆盘207的外部;第一圆盘207的圆面上安装有对称布置的托架221,单个托架221内转动安装辊轮222,两个辊轮222用于转动支撑罐体分总成14。筒节端夹具2采用内涨块形式夹持工件,通过旋转气缸219推动第二圆盘208,带动涨块组件212伸出或缩回;由于为罐体分总成14不规则形状,其侧壁上的两条环焊缝的回转中心不在一条轴线上,在环焊缝焊接时,需要使环焊缝与夹具的回转中心一致,通过第一调节电机205驱动第一圆盘207沿第一调节滑轨203作直线运动,从而使得焊接过程中罐体分总成14侧壁上的两条环焊缝与夹具的回转中心保持一致,以保证焊接质量。
单个涨块组件212的结构为:包括U型座215,U型座215通过平键216与涨块基座211配合安装,U型座215的中部设置有数个螺纹孔,单个螺纹孔内安装销钉217,销钉217将U型座215锁紧在涨块基座211的顶部,U型座215的外侧壁上对称安装有第一涨块组213和第二涨块组214;第一涨块组213和第二涨块组214与罐体分总成14筒节内侧壁的形状对应,第一涨块组213涨紧的罐体分总成14的体积大于第二涨块组214涨紧的罐体分总成14的体积。为了适应不同尺寸的罐体分总成14,涨块组件212采用两面体快换结构,生产不同型号的产品时,通过拧松销钉217,将U型座215略微拔出,脱离与平键216的配合,将U型座215绕销钉217旋转180度,拧紧销钉217,即可完成第一涨块组213与第二涨块组214的快速换型,从而可以匹配两种规格的罐体分总成14。
封头端夹具6的结构为:包括与安装在移动座5上的回转支承7配合安装的第二连接板601,第二连接板601的正面固定安装第二连接架604,第二连接架604的底部固定第二调节电机605,第二调节电机605的输出端连接第二丝杆,第二丝杆的外圆周面上安装第二连接座606,第二连接座606与夹具安装座607固定,第二连接架604的正面配合安装数条平行布置的第二调节滑轨603,单条第二调节滑轨603配合安装第二调节滑块602,第二调节滑块602固定安装在夹具安装座607的背面,第二调节电机605通过第二丝杆驱动第二连接座606沿第二丝杆的轴向作直线运动,从而带动夹具安装座607沿第二调节滑轨603作直线运动;夹具安装座607的正面配合安装对称布置的仿形安装架612,单个仿形安装架612的两端头配合安装对称布置的仿形块613,四个仿形块613的工作面与罐体分总成14封头的外侧壁形状对应;单个仿形安装架612与夹具安装座607之间通过夹紧滑轨608和夹紧滑块609配合安装,夹紧滑轨608对称安装在夹具安装座607的外侧壁上,夹紧滑块609安装在仿形安装架612上,夹具安装座607的中部固定夹紧电机610,夹紧电机610的输出端连接对称布置的夹紧丝杆,单根夹紧丝杆的外圆周面上配合安装第三连接座611,单个第三连接座611与对应的单个仿形安装架612连接,夹紧电机610通过两根夹紧丝杆分别驱动两个第三连接座611作相向或相离的直线运动,从而带动两个仿形安装架612沿夹紧滑轨608作相向或相离的直线运动,进而使仿形块613将罐体分总成14的封头夹紧或松开。仿形块613用于夹紧罐体分总成14的封头,夹紧电机610的输出端通过联轴器连接两根旋向相反的夹紧丝杆;夹紧电机610正转时,通过第三连接座611带动仿形安装架612作相向运动,从而使四个仿形块613将罐体分总成14的封头夹紧;夹紧电机610反转时,通过第三连接座611带动仿形安装架612作相离运动,从而使四个仿形块613将罐体分总成14的封头松开。
横移机构9的结构为:包括横移基座901,横移基座901的顶部平行布置有数条横移滑轨903,单条横移滑轨903配合安装数个横移滑块904,横移滑块904的顶部安装移动座5,移动座5上固定横移电机902,横移电机902的输出端连接横移齿轮905,横移齿轮905与横移齿条906啮合安装,横移齿条906安装在横移基座901的顶部,并且位于横移滑轨903之间,横移电机902通过横移齿轮905和横移齿条906驱动移动座5沿横移滑轨903作直线运动。本发明中的横移滑轨903、夹紧滑轨608、第一调节滑轨203和第二调节滑轨603的两端均配合安装有风琴罩。
滚轮架机构12的结构为:包括支撑座1201,支撑座1201的顶部固定安装举升电机1202,举升电机1202的输出端连接转向器,转向器通过对称布置的传动轴1203分别与两个升降机1204连接,单个升降机1204的顶部配合安装举升连接座1206,单个升降机1204的两旁对称安装导柱1205,举升电机1202通过转向器驱动两根传动轴1203同时旋转,从而通过两个升降机1204同时带动两个举升连接座1206作上升或下降的直线运动;两个举升连接座1206的顶部同时安装滚轮安装板1207,滚轮安装板1207的顶部安装有对称布置的滚轮安装座1210,单个滚轮安装座1210的外侧固定滚轮电机1208,单个滚轮电机1208的输出端穿过滚轮安装座1210的侧壁与安装在滚轮安装座1210内部的支撑滚轮1209连接,滚轮电机1208驱动支撑滚轮1209旋转,从而带动两个支撑滚轮1209之间的罐体分总成14旋转。通过举升电机1202依次带动转向器、两根传动轴1203转动,将动力传送给升降机1204,从而驱动两个举升连接座1206同时上升或下降,使滚轮架机构12具备升降功能;支撑滚轮1209采用包胶轮,滚轮电机1208驱动支撑滚轮1209旋转,从而带动罐体分总成14旋转旋转以寻找定位起焊点,使滚轮架机构12具备旋转功能。
底座4的一旁安装有操作台10、激光跟踪控制柜11和等离子发生机构13。等离子发生机构13包括等离子电源1301、等离子水冷机1302和等离子发生器1303,用于驱动等离子焊枪313;操作台10用于设置焊接装置工作时的参数以及对焊接装置的动作进行人工干预;操作台10的一旁设置有氩弧焊电源,用于驱动氩弧焊焊枪328。
本实施例提供一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,通过设置可回转的筒节端夹具2和封头端夹具6,使得罐体分总成14旋转,通过设置焊接机械臂3对旋转的罐体分总成14侧壁上的环焊缝进行焊接,从而完成粉罐车罐体环焊缝的自动焊接,能够有效降低人工成本,提高生产效率和生产质量。
实施例二:
利用实施例一提供的一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,本实施例提供一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接方法;
一个铝合金粉罐车罐体由两个罐体分总成14组成,单个罐体分总成14依次由封头、上筒节和下筒节组成,其环焊缝有两条,一条是封头和上筒节之间的环焊缝,另一条是上筒节和下筒节之间的环焊缝;
利用铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置对单个罐体分总成14的环焊缝进行焊接时,包括如下步骤:
S1.将罐体分总成14放置到滚轮架机构12和辊轮222上;
S2.移动座5通过横移机构9带动封头端夹具6靠近罐体分总成14的封头;
S3.封头端夹具6移动到位后,将罐体分总成14的封头夹紧,随后筒节端夹具2将罐体分总成14的筒节端涨紧从而将罐体分总成14夹紧;
S3.1.旋转气缸219伸出,驱动第二圆盘208绕安装中心旋转,使固定轴224在第二弧形槽223内滑动,从而带动涨块基座211顶部的涨块组件212沿涨块滑轨209作直线运动,进而使涨块组件212将罐体分总成14的下筒节涨紧;
S4.焊接机械臂3靠近罐体分总成14,并指向罐体分总成14的封头与上筒节之间的环焊缝位置,随后滚轮架机构12下降,两个回转电机8通过两个回转支承7分别驱动筒节端夹具2和封头端夹具6旋转从而带动罐体分总成14旋转,焊接机械臂3焊接罐体分总成14封头与上筒节之间的环焊缝;
第一条环焊缝焊接完毕后,第一调节电机205驱动筒节端夹具2沿竖直方向下降,同时,第二调节电机605驱动封头端夹具6沿竖直方向下降,从而使罐体分总成14上筒节与下筒节之间环焊缝的中心与筒节端夹具2和封头端夹具6的回转中心重合;
焊接机械臂3靠近罐体分总成14上筒节与下筒节之间的环焊缝位置,筒节端夹具2和封头端夹具6带动罐体分总成14旋转,焊接机械臂3焊接罐体分总成14上筒节与下筒节之间的环焊缝;
S4.1.旋转机械臂301带动等离子焊接单元、打磨单元和氩弧焊焊接单元到达目标位置;
S4.2.激光跟踪传感器315搜寻环焊缝的起弧点,并通过第一滑台307和第二滑台308调整等离子焊枪313与环焊缝之间的位置,使等离子焊枪313到达起弧点;
S4.3.等离子焊枪313对环焊缝进行焊接,等离子焊枪313在每个工作点延时指定时间从而将罐体分总成14的环焊缝溶透,通过激光跟踪传感器315跟踪等离子焊枪313的焊接位置,通过调节第一滑台307使等离子焊枪313始终对准环焊缝,防止等离子焊枪313跑偏;
S4.4.通过第一X轴滑台317和第一Y轴滑台318使打磨头322始终紧贴罐体分总成14的环焊缝,当等离子焊枪313达到指定环焊缝长度后,使打磨头322上的钢丝刷旋转,对环焊缝进行打磨,第一X轴滑台317延时获取第一滑台307的位移参数,通过调节第一X轴滑台317使打磨头322始终对准环焊缝,防止打磨头322跑偏;
S4.5.等离子焊枪313焊接一周后,回到等离子焊枪313起焊位置,通过使第三滑台309作与罐体分总成14旋转方向相反的等速运动,使得等离子焊枪313相对罐体分总成14的环焊缝静止,从而使等离子焊枪313相对静止收弧填弧坑,收弧时第一填丝机331先停止送丝后等离子焊枪313完全结束电弧,达到指定收弧时间后,通过第一滑台307和第二滑台308调整等离子焊枪313回到原位;
S4.6.当等离子焊枪313的收弧位置到达打磨头322的打磨***位置时,打磨头322停止打磨;
S4.7.当等离子焊枪313焊接的环焊缝位置距离氩弧焊焊枪328约15mm时,通过第二X轴滑台323和第二Y轴滑台324将氩弧焊焊枪328调整到位,氩弧焊焊枪328起焊,第二X轴滑台323延时获取第一滑台307的位移参数,通过调节第二X轴滑台323使氩弧焊焊枪328始终对准环焊缝,防止氩弧焊焊枪328跑偏;
S4.8.氩弧焊焊枪328对等离子焊枪313焊接的环焊缝进行盖面一周后,并与氩弧焊焊枪328的起焊点搭接10mm时,筒节端夹具2和封头端夹具6停止转动,氩弧焊焊枪328收弧填弧坑,收弧时第二填丝机332先停止送丝后氩弧焊焊枪328完全结束电弧;
S5.焊接完毕后,焊接机械臂3回到原位,筒节端夹具2和封头端夹具6回转到原点位置,滚轮架机构12上升支撑罐体分总成14;
S6.随后将罐体分总成14运输至下一工序。
本实施例提供一种利用铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置的焊接方法,通过对罐体分总成14上的环焊缝先进行等离子焊,再进行氩弧焊,等离子焊接过程中通过打磨头322对等离子环焊缝进行打磨,从而能够高质量地完成铝合金粉罐车罐体环焊缝的焊接;同时,通过设置激光跟踪传感器315,对焊接位置、打磨位置进行跟踪反馈,并通过滑台对焊枪的焊接位置、打磨头322的打磨位置进行调整,保证焊接位置和打磨位置始终与罐体分总成14的环焊缝位置重合,从而提高焊接精度,保证焊接质量,提高罐体产品的一致性。
本发明通过提供一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置和焊接方法,能够高效自动地完成对铝合金粉罐车罐体环焊缝的焊接,能够有效降低人工成本,提高生产效率;同时,设置有多重监控装置,能够有效保证环焊缝的焊接质量,提高焊接精度。
以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在本发明的保护范围之内,可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,其特征在于:包括固定座(1)、底座(4)、移动座(5)和滚轮架机构(12),固定座(1)和移动座(5)的内部均固定有回转电机(8),单个回转电机(8)的输出端通过齿轮与回转支承(7)配合安装,一个回转支承(7)安装在固定座(1)的外壁面上,同时端面上配合安装有筒节端夹具(2),另一个回转支承(7)安装在移动座(5)的外壁面上,同时端面上配合安装有封头端夹具(6);
所述移动座(5)的底部配合安装横移机构(9),移动座(5)通过横移机构(9)作靠近或远离固定座(1)的直线运动,从而夹持多种长度的罐体分总成(14),横移机构(9)的一旁安装有可升降的滚轮架机构(12);
所述底座(4)的顶部配合安装有焊接机械臂(3),所述焊接机械臂(3)设置有可绕安装中心旋转的旋转机械臂(301),所述旋转机械臂(301)的工作端由上至下依次配合安装有等离子焊接单元、打磨单元和氩弧焊焊接单元,等离子焊接单元对罐体分总成(14)侧壁面上的环焊缝进行打底焊接,打磨单元对等离子焊接单元焊接后罐体分总成(14)侧壁面上的环焊缝进行打磨,氩弧焊焊接单元对罐体分总成(14)侧壁面上的环焊缝进行焊接盖面;
所述筒节端夹具(2)上设置有第一调节电机(205),所述第一调节电机(205)驱动筒节端夹具(2)沿竖直方向作上升或下降的直线运动,筒节端夹具(2)上还设置有用于承托罐体分总成(14)的辊轮(222);
所述封头端夹具(6)上设置有第二调节电机(605),所述第二调节电机(605)驱动封头端夹具(6)沿竖直方向作上升或下降的直线运动;
工作时,筒节端夹具(2)和封头端夹具(6)同时夹持罐体分总成(14),并通过回转电机(8)和回转支承(7)带动罐体分总成(14)旋转,从而使焊接机械臂(3)焊接罐体分总成(14)侧壁上的多条环焊缝。
2.如权利要求1所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,其特征在于:焊接机械臂(3)的结构为:包括旋转机械臂(301),所述旋转机械臂(301)的顶部配合安装有第一填丝机(331),旋转机械臂(301)的工作端配合安装有安装框(302),所述安装框(302)的正面由上至下依次间隔安装有第一安装支架(303)、第二安装支架(304)和第三安装支架(305),第一安装支架(303)的端头配合安装设置有斜面的斜面安装座,等离子焊接单元通过斜面安装座倾斜安装在第一安装支架(303)的端头,第二安装支架(304)的顶部配合安装有打磨单元,第三安装支架(305)的顶部配合安装有氩弧焊焊接单元,安装框(302)的背面配合安装第二填丝机(332);
所述等离子焊接单元的结构为:包括固定在斜面安装座斜面上的第一滑台(307),所述第一滑台(307)与第一导向块(310)配合安装,第一导向块(310)的顶部配合安装与第一滑台(307)垂直布置的第二滑台(308),所述第二滑台(308)与第二导向块(311)配合安装,第二导向块(311)的顶部配合安装有第一安装座(306),所述第一安装座(306)的顶部配合安装有与斜面安装座斜面垂直布置的第三滑台(309),所述第三滑台(309)与第三导向块(312)配合安装,第三导向块(312)的顶部配合安装有等离子焊枪(313),所述等离子焊枪(313)通过第一送丝管(314)与第一填丝机(331)连接,第一安装座(306)的顶部还配合安装有激光跟踪传感器(315)和第一监控相机(316),所述激光跟踪传感器(315)和第一监控相机(316)位于等离子焊枪(313)枪头的正上方;
所述第一滑台(307)驱动第一导向块(310)带动第二滑台(308)沿斜面安装座斜面的长度方向作往复直线运动,第二滑台(308)驱动第二导向块(311)带动第一安装座(306)沿垂直于装座斜面长度方向作往复直线运动,第三滑台(309)驱动第三导向块(312)带动等离子焊枪(313)沿垂直于斜面安装座斜面的方向作往复直线运动,从而使等离子焊枪(313)焊接罐体分总成(14)侧壁上的环焊缝;
所述打磨单元的结构为:包括固定在第二安装支架(304)顶部的第一X轴滑台(317),所述第一X轴滑台(317)与第一X轴导向块(319)配合安装,第一X轴导向块(319)的顶部配合安装有与第一X轴滑台(317)垂直布置的第一Y轴滑台(318),所述第一Y轴滑台(318)与第一Y轴导向块(320)配合安装,第一Y轴滑台(318)的顶部通过第二安装座(321)配合安装有打磨环焊缝的打磨头(322);
所述第一X轴滑台(317)驱动第一X轴导向块(319)带动第一Y轴滑台(318)沿垂直于第二安装支架(304)长度方向作往复直线运动,第一Y轴滑台(318)通过第一Y轴导向块(320)带动打磨头(322)沿第二安装支架(304)的长度方向作往复直线运动,从而使打磨头(322)打磨罐体分总成(14)侧壁上的环焊缝;
所述氩弧焊焊接单元的结构为:包括固定在第三安装支架(305)顶部的第二X轴滑台(323),所述第二X轴滑台(323)与第二X轴导向块(325)配合安装,第二X轴导向块(325)的顶部配合安装有与第二X轴滑台(323)垂直布置的第二Y轴滑台(324),所述第二Y轴滑台(324)与第二Y轴导向块(326)配合安装,第二Y轴导向块(326)的顶部配合安装有第三安装座(327),所述第三安装座(327)的顶部配合安装有氩弧焊焊枪(328)和第二监控相机(330),所述第二监控相机(330)位于氩弧焊焊枪(328)枪头的正上方,氩弧焊焊枪(328)通过第二送丝管(329)与第二填丝机(332)连接;
所述第二X轴滑台(323)驱动第二X轴导向块(325)带动第二Y轴滑台(324)沿垂直于第三安装支架(305)长度方向作往复直线运动,第二Y轴滑台(324)通过第二Y轴导向块(326)带动氩弧焊焊枪(328)沿第三安装支架(305)的长度方向作往复直线运动,从而使氩弧焊焊枪(328)对罐体分总成(14)侧壁上的环焊缝进行盖面。
3.如权利要求1所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,其特征在于:所述筒节端夹具(2)的结构为:包括与安装在固定座(1)上的回转支承(7)配合安装的第一连接板(201),所述第一连接板(201)的正面配合安装有数个第一调节滑块(202),所述第一调节滑块(202)与数条平行布置在第一连接架(204)背面的第一调节滑轨(203)配合安装,第一连接板(201)的顶部固定第一调节电机(205),所述第一调节电机(205)的输出端连接第一丝杆,所述第一丝杆的外圆周面上配合安装有第一连接座(206),所述第一连接座(206)与第一连接架(204)固定,第一调节电机(205)通过第一丝杆驱动第一连接座(206)沿第一丝杆作直线运动,从而带动第一连接架(204)沿第一调节滑轨(203)作直线运动;
所述第一连接架(204)的正面固定安装第一圆盘(207),所述第一圆盘(207)的圆面上沿圆周均匀安装有数个涨块滑轨(209),单根涨块滑轨(209)通过数个涨块滑块(210)与涨块基座(211)配合安装,涨块滑块(210)安装在涨块基座(211)的底部,单个涨块基座(211)的顶部配合安装有内涨块组件(212),第一圆盘(207)的正面同心设置有第二圆盘(208),所述第二圆盘(208)的中部开有数个第一弧形槽(218),单个第一弧形槽(218)内安装气缸安装座,每个气缸安装座均配合安装有旋转气缸(219),每个旋转气缸(219)的输出端均与第二圆盘(208)连接,第二圆盘(208)沿圆周均匀布置有数个第二弧形槽(223),单个第二弧形槽(223)内安装固定轴(224),单个固定轴(224)与单个涨块基座(211)对应安装,旋转气缸(219)通过第一弧形槽(218)带动第二圆盘(208)旋转,从而使固定轴(224)在第二弧形槽(223)内滑动,进而转换成涨块组件(212)沿第一圆盘(207)的径向作直线运动;
所述第一圆盘(207)的圆面上沿圆周均匀安装有数个挡停块(220),所述挡停块(220)沿径向伸出至第一圆盘(207)的外部;
所述第一圆盘(207)的圆面上安装有对称布置的托架(221),单个托架(221)内转动安装辊轮(222),两个辊轮(222)用于转动支撑罐体分总成(14)。
4.如权利要求3所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,其特征在于:单个涨块组件(212)的结构为:包括U型座(215),所述U型座(215)通过平键(216)与涨块基座(211)配合安装,U型座(215)的中部设置有数个螺纹孔,单个螺纹孔内安装销钉(217),所述销钉(217)将U型座(215)锁紧在涨块基座(211)的顶部,U型座(215)的外侧壁上对称安装有第一涨块组(213)和第二涨块组(214);
所述第一涨块组(213)和第二涨块组(214)与罐体分总成(14)筒节内侧壁的形状对应,第一涨块组(213)涨紧的罐体分总成(14)的体积大于第二涨块组(214)涨紧的罐体分总成(14)的体积。
5.如权利要求1所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,其特征在于:所述封头端夹具(6)的结构为:包括与安装在移动座(5)上的回转支承(7)配合安装的第二连接板(601),所述第二连接板(601)的正面固定安装第二连接架(604),所述第二连接架(604)的底部固定第二调节电机(605),所述第二调节电机(605)的输出端连接第二丝杆,所述第二丝杆的外圆周面上安装第二连接座(606),所述第二连接座(606)与夹具安装座(607)固定,第二连接架(604)的正面配合安装数条平行布置的第二调节滑轨(603),单条第二调节滑轨(603)配合安装第二调节滑块(602),所述第二调节滑块(602)固定安装在夹具安装座(607)的背面,第二调节电机(605)通过第二丝杆驱动第二连接座(606)沿第二丝杆的轴向作直线运动,从而带动夹具安装座(607)沿第二调节滑轨(603)作直线运动;
所述夹具安装座(607)的正面配合安装对称布置的仿形安装架(612),单个仿形安装架(612)的两端头配合安装对称布置的仿形块(613),四个仿形块(613)的工作面与罐体分总成(14)封头的外侧壁形状对应;
单个仿形安装架(612)与夹具安装座(607)之间通过夹紧滑轨(608)和夹紧滑块(609)配合安装,夹紧滑轨(608)对称安装在夹具安装座(607)的外侧壁上,夹紧滑块(609)安装在仿形安装架(612)上,夹具安装座(607)的中部固定夹紧电机(610),所述夹紧电机(610)的输出端连接对称布置的夹紧丝杆,单根夹紧丝杆的外圆周面上配合安装第三连接座(611),单个第三连接座(611)与对应的单个仿形安装架(612)连接,夹紧电机(610)通过两根夹紧丝杆分别驱动两个第三连接座(611)作相向或相离的直线运动,从而带动两个仿形安装架(612)沿夹紧滑轨(608)作相向或相离的直线运动,进而使仿形块(613)将罐体分总成(14)的封头夹紧或松开。
6.如权利要求1所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,其特征在于:所述横移机构(9)的结构为:包括横移基座(901),所述横移基座(901)的顶部平行布置有数条横移滑轨(903),单条横移滑轨(903)配合安装数个横移滑块(904),横移滑块(904)的顶部安装移动座(5),所述移动座(5)上固定横移电机(902),所述横移电机(902)的输出端连接横移齿轮(905),所述横移齿轮(905)与横移齿条(906)啮合安装,横移齿条(906)安装在横移基座(901)的顶部,并且位于横移滑轨(903)之间,横移电机(902)通过横移齿轮(905)和横移齿条(906)驱动移动座(5)沿横移滑轨(903)作直线运动。
7.如权利要求1所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,其特征在于:所述滚轮架机构(12)的结构为:包括支撑座(1201),所述支撑座(1201)的顶部固定安装举升电机(1202),所述举升电机(1202)的输出端连接转向器,所述转向器通过对称布置的传动轴(1203)分别与两个升降机(1204)连接,单个升降机(1204)的顶部配合安装举升连接座(1206),单个升降机(1204)的两旁对称安装导柱(1205),举升电机(1202)通过转向器驱动两根传动轴(1203)同时旋转,从而通过两个升降机(1204)同时带动两个举升连接座(1206)作上升或下降的直线运动;
两个举升连接座(1206)的顶部同时安装滚轮安装板(1207),所述滚轮安装板(1207)的顶部安装有对称布置的滚轮安装座(1210),单个滚轮安装座(1210)的外侧固定滚轮电机(1208),单个滚轮电机(1208)的输出端穿过滚轮安装座(1210)的侧壁与安装在滚轮安装座(1210)内部的支撑滚轮(1209)连接,滚轮电机(1208)驱动支撑滚轮(1209)旋转,从而带动两个支撑滚轮(1209)之间的罐体分总成(14)旋转。
8.如权利要求1所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置,其特征在于:所述底座(4)的一旁安装有操作台(10)、激光跟踪控制柜(11)和等离子发生机构(13)。
9.一种利用如权利要求1所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接装置的焊接方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1.将罐体分总成(14)放置到滚轮架机构(12)和辊轮(222)上;
S2.移动座(5)通过横移机构(9)带动封头端夹具(6)靠近罐体分总成(14)的封头;
S3.封头端夹具(6)移动到位后,将罐体分总成(14)的封头夹紧,随后筒节端夹具(2)将罐体分总成(14)的筒节端涨紧从而将罐体分总成(14)夹紧;
S4.焊接机械臂(3)靠近罐体分总成(14),并指向罐体分总成(14)的封头与上筒节之间的环焊缝位置,随后滚轮架机构(12)下降,两个回转电机(8)通过两个回转支承(7)分别驱动筒节端夹具(2)和封头端夹具(6)旋转从而带动罐体分总成(14)旋转,焊接机械臂(3)焊接罐体分总成(14)封头与上筒节之间的环焊缝;
第一条环焊缝焊接完毕后,第一调节电机(205)驱动筒节端夹具(2)沿竖直方向下降,同时,第二调节电机(605)驱动封头端夹具(6)沿竖直方向下降,从而使罐体分总成(14)上筒节与下筒节之间环焊缝的中心与筒节端夹具(2)和封头端夹具(6)的回转中心重合;
焊接机械臂(3)靠近罐体分总成(14)上筒节与下筒节之间的环焊缝位置,筒节端夹具(2)和封头端夹具(6)带动罐体分总成(14)旋转,焊接机械臂(3)焊接罐体分总成(14)上筒节与下筒节之间的环焊缝;
S5.焊接完毕后,焊接机械臂(3)回到原位,筒节端夹具(2)和封头端夹具(6)回转到原点位置,滚轮架机构(12)上升支撑罐体分总成(14);
S6.随后将罐体分总成(14)运输至下一工序。
10.一种如权利要求9所述的铝合金粉罐车罐体环焊缝焊接方法,其特征在于:所述焊接机械臂(3)对罐体分总成(14)上的一条环焊缝进行焊接时,包括如下步骤:
S4.1.旋转机械臂(301)带动等离子焊接单元、打磨单元和氩弧焊焊接单元到达目标位置;
S4.2.调整等离子焊接单元到达起弧点;
S4.3.通过等离子焊接单元对罐体分总成(14)进行等离子焊接,使等离子焊接单元在每个工作点延时指定时间从而将罐体分总成(14)的环焊缝溶透;
S4.4调整打磨单元始终紧贴罐体分总成(14)的环焊缝,当等离子焊接的环焊缝达到指定焊缝长度后,打磨单元对罐体分总成(14)的环焊缝进行打磨;
S4.5.等离子焊接单元收弧填弧坑,等离子焊接完成;
S4.6.随后打磨单元停止打磨;
S4.7.等离子焊接完成前,使氩弧焊焊接单元调整到位,等离子焊接完成后氩弧焊焊接单元起焊;
S4.8.氩弧焊焊接单元对等离子焊接单元焊接的环焊缝进行盖面一周后,并与氩弧焊焊接单元的起焊点搭接10mm时,筒节端夹具(2)和封头端夹具(6)停止转动,氩弧焊焊接单元收弧填弧坑,焊接完成。
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